заполнение, чем закачать, насосы для подкачки, как долить, слив, заправка

Чтобы обогрев дома обходился дешевле, некоторые работы проводятся самостоятельно.

Заполнение системы проводится: после ремонта; после слива системы на лето; при замене теплоносителя.

Каждый тип отопительной системы имеет свои нюансы, поэтому заполнение может происходить по-разному.

Периодичность замены теплоносителя

Если в многоквартирных домах теплоноситель сливается ежегодно, то в частных — необязательно. Следует исходить из того, что вода, которая уже циркулировала сезон в системе, является подготовленной:

• не содержит в составе кислорода;
• в результате длительного контакта с внутренними поверхностями получила инертность, что стало гарантом сохранения материалов контура;
• все соли и химические соединения, которые при нагревании превращаются в осадок и накипь, уже выпали, и вода стала приспособленной к циркуляции без химической активности.

Если нет опасности замерзания системы, она может циркулировать ещё один и даже два сезона. Для определения необходимости замены проверяется фильтр грубой очистки — если он относительно чист, то воду менять не надо.

Что касается антифриза, то качественный состав по технологии меняется раз в 5—7 лет. Однако на практике он используется намного дольше.

Виды теплоносителя для залива в отопительную схему

Для систем отопления используют несколько типов теплоносителей.

Вода

Дешёвый универсальный теплоноситель:

• если заливать дистиллированную воду, то накипи и осадка не будет;
• не меняет свойств при соприкосновении с внутренними поверхностями;
• безопасна для людей;
• может крутиться в системе почти бесконечно.

Недостатки:

• При замерзании расширяется и разрушает трубы, поэтому в холодном климате придётся покупать антифриз.
• Металлические трубы начинают ржаветь.
• При использовании водопроводной воды кристаллизуется большое количество солей, поэтому придётся покупать дистиллированную воду. Если заливается водопроводная — рекомендуется регулярная очистка основных узлов и по возможности труб от солевых отложений. Процесс трудоёмкий, требует специальных реагентов.

Антифриз

Представляет собой водяные растворы этиленгликоля или пропиленгликоля с добавками.

Фото 1. Антифриз для систем отопления от производителя Termagent. Выдерживает температуру до минус 30.

• Допускается к использованию в отопительных системах только антифриз с составом, разработанным для этого. Нигде более эта жидкость использоваться не может.
• Замерзает при температуре от —30° до 60°С.
• Антифриз с этиленгликолем токсичен.
• Безопасный для человека теплоноситель с пропиленгликолем стоит дорого и требует замены каждые 5 лет.
• Новый состав, который предлагается на рынке, содержит ацетат и формиат калия. Подходит для местности с умеренным климатом — замерзает при температуре ниже —5°С. По стоимости является более доступным вариантом.

Правильный выбор теплоносителя требует внимательного отношения и учёта определённых факторов:

• Иногда в инструкции по эксплуатации котла указаны допустимые виды жидкости и иные использовать нельзя. Некоторые зарубежные производители вообще исключают применение антифриза — гарантийные обязательства аннулируются.
• Материал, из которого выполнены основные узлы и трубы — система должна быть выполнена из химически устойчивых труб и узлов. Антифриз несовместим с оцинкованным железом, потому что меняет свойства при контакте.

• Определённые виды составов плохо нагреваются и отдают тепло, если их используют, система проектируется с учётом этого.
• Теплоноситель не должен содержать токсичные и ядовитые вещества.
• Наиболее эффективная жидкость для системы имеет низкую вязкость.
• Некоторые виды теплоносителя предназначены исключительно для промышленного использования.
• Стоимость теплоносителя и допустимый срок его эксплуатации.

Вам также будет интересно:

Подготовительные работы перед закачкой тепловой жидкости

Перед заполнением отопительной системы необходимо выполнить подготовительные работы.

Опрессовка

Опрессовка — серьезная часть пусконаладочных работ, которые проводятся перед первым запуском системы, а также перед каждым отопительным сезоном. Так называется гидродинамическая проверка системы в условиях, по сложности превосходящих последующую реальную нагрузку. Это проверка на прочность трубопровода, всех соединений и узлов, а также точек ввода и вывода в здание, системы теплых полов, оборудование и работоспособность котельных.

Принципы проведения регламентируются СНиП:

• В здании температура должна быть выше 0°С.
• Подбор опрессовочного давления не должен превышать предельные величины, указанные производителем.
• Величина давления опрессовки должна превышать рабочее на 50%.
• В частных жилищах давление опрессовки находится в среднем в диапазоне 2—6 атм.
• Системы в старых домах проверяются с заниженными величинами, чугунные радиаторы также устанавливают предел максимальному значению — не более 6 атм.
• При подборе оптимального значения опрессовочного давления важно пользоваться технической документацией на трубы и оборудование, исходить следует из допустимого максимума для самого слабого звена в системе.
• Проводится проверка водой, даже если в систему будет заливаться антифриз, опрессовка с рабочим раствором делается во вторую очередь.

Контроль параметров

Грамотную опрессовку проводит только специалист, имеющий соответствующие знания и опыт. Проверка и контроль параметров требует спецоборудования.

Рекомендуемые параметры:

• выше рабочих в полтора раза, не ниже 0,6 МПа.
• не новые сети проверяются при давлении в 1,25 выше рабочих, не ниже 0,2 МПа.
• в частных домах до трёх этажей отопление работает под давлением не более 2 атм.
• в многоквартирных пятиэтажных домах 2—6 атм
• в зданиях с этажностью больше 8 — 7—10 атм.

В эти значения вносятся поправки на месте, исходя из состояния составляющих системы.

В частных домах нередко арматура, радиаторы и прочее пребывает в лучшем состоянии, чем в многоквартирных.

Согласно правилам, в многоквартирных домах подобные работы могут проводиться раз в 5—7 лет.

Заполнение системы отопления

Способы заполнения открытой и закрытой отопительной системы различаются.

Как залить в закрытую

Закрытая система оснащена герметичным расширительным бачком, который устанавливается произвольно.

Внимание! Не рекомендуется использовать для залива теплоносителя верхний ярус системы. В этом случае воздух выходит сквозь слой теплоносителя, насыщая его. При нагреве по всему контуру образуются воздушные пробки.

Оптимальный вариант — подача теплоносителя через нижний вентиль:

• из водопровода;
• из ёмкости, скважины с помощью насоса.

Фото 2. Схема закрытой системы отопления. В неё монтируется герметичный расширительный бак и насос.

Сам процесс проводится в начале отопительного сезона или после ремонтных работ.

Качественный антифриз может перезаливаться раз в 5—6 лет.

Если подача жидкости производится не из водопровода, то понадобится насос. Источником выступает скважина или ёмкость. Процесс заполнения:

• Проводить заполнение системы лучше вдвоём, тогда будет проще контролировать давление.
• Теплоноситель закачивается при выключенном источнике тепла.
• Вся запорная арматура открывается, закрытым остаётся только слив.
• Радиаторы также перекрываются, за исключением самых отдалённых в каждом ответвлении.
• Подключается подача теплоносителя: заполняются контур, котёл и бачок.
• С начала процесса выход воздуха контролируется: он должен выходить через клапан группы безопасности и отводчик в верхней точке магистрали.

Важно! Группу безопасности рекомендуется ставить на систему с любым видом котла и типа топлива.

• Открываются радиаторы, начиная с первого от котла. Открываются краны, воздух стравливается через кран Маевского, после заполнения радиатор снова перекрывается. Этот процесс повторяется со всеми радиаторами ответвления.

• Когда батареи залиты, выпускается скопившийся воздух из циркуляционного насоса.
• Далее активизируется источник тепла и одновременно включается насос. Проводится прокачка системы — без радиаторов.
• Когда трубы достаточно нагрелись, на каждой батарее открываются краны. При этом необходимо ещё раз проконтролировать выход воздуха из каждого.
• Если все сделано правильно, давление стабилизируется и составляет не более 2 Бар.
• Процесс повторяется для каждого ответвления, в последнюю очередь теплоноситель заливается в тёплый пол.

Если отопление сконструировано с коллектором, то ветки заполняются отдельно, выход воздуха происходит через клапаны коллектора.

Внимание! В случае разветвлённой структуры прокачка и нагрев системы проводится только после заполнения всех частей.

Процесс занимает много времени, требует внимательности. Если основные моменты будут упущены, в системе может остаться воздух, который впоследствии создаст проблемы в работе отопления.

Как закачать в открытую

Это открытая ёмкость с крышкой, которая является также удобным входом для поступления воды в систему. Заполняется обычным ведром или присоединяется насос. Отличие заполнения заключается в давлении в контуре: оно равно обычному атмосферному. Теплоноситель контактирует с окружающей средой — в самом высоком месте контура устанавливается расширительный бачок.

Фото 3. Схема открытой отопительной системы в двухэтажном здании. Схема заполняется теплоносителем через специальный резервуар.

Процесс заполнения:

• Если используется насос, то понадобится ёмкость большого размера для подачи определёнными объёмами.
• Вода заливается постепенно, с перерывами — так у воздуха будет возможность выходить. Если включается насос, то давление в контуре не должно превышать двух атмосфер. Воду останавливают, когда начинает заполняться сам расширительный бачок.
• Далее выпускается воздух изо всех радиаторов и узлов системы. Для этого открываются вентили или краны Маевского до появления жидкости.
• Затем в систему добавляется вода. Воздух по большей части самостоятельно удаляется через расширительный бачок, после запуска источника тепла этот процесс усиливается. В открытой системе проблема воздушных пробок не стоит так остро, как в закрытой.

Из открытого бачка происходит испарение, поэтому время от времени воду придётся доливать.

Контур заполняется снизу, если есть соответствующий разъём.

Вам также будет интересно:

Как долить воду в отопительную конструкцию

В закрытую и открытую отопительную конструкцию теплоноситель доливается по-разному.

В закрытую

В системе должно поддерживаться постоянное давление, которое зависит от общего объёма теплоносителя в контуре.

В процессе работы происходит уменьшение количества жидкости, поэтому следует регулярно подпитывать контур через специальные клапаны подпитки, расположенные в точке наименьшего давления — перед насосом.

Фото 4. Клапан подпитки для системы отопления. С помощью него можно долить теплоноситель при закрытой отопительной схеме.

В открытую

В открытой системе проблема утечки теплоносителя более актуальна — испарение горячей воды из бачка требует постоянного контроля и подпитки системы.

Жидкость просто подливается в бачок.

Виды насосов для подкачки жидкости

Заполнение открытой системы не представляет проблемы с точки зрения оборудования — достаточно обычного ведра. Для ускорения процесса и большего удобства используется ручной насос или устройство, работающее от электричества.

Закрытая система, напротив, заполняется только с насосом, подача теплоносителя происходит под давлением.

Для этих целей подойдут любые насосы, специализированных — для закачки антифриза в систему отопления нет.

Вибрационный

Вибрационные погружные насосы полностью находятся в жидкости. Так работает популярный «Малыш», который используется в колодцах и скважинах. Это устройство вполне подходит для нагнетания давления до 4 атм. Полезно для системы ещё то, что этот насос снабжён фильтрами.

Дренажный

Это тоже погружной прибор, но есть отличие от предыдущего типа устройств: агрегат пропускает включения, максимальный размер указывается в техпаспорте.

Используя такое устройство, принимаются меры для предупреждения попадания в систему посторонних частиц.

Подбирая ёмкость для перекачиваемой жидкости, учитывается ещё одна особенность такого типа устройств: поплавковый механизм, который отключает агрегат, если жидкости остаётся мало.

Самовсасывающий центробежный

Эти насосы работают, оставаясь на поверхности — в жидкость погружается шланг. Благодаря высокой мощности их используют для заполнения системы и для опрессовки.

Ручной поршневой

Удобный экономичный агрегат с резервуаром, оснащён манометром, что позволяет контролировать давление. Требует значительных физических усилий.

Технология слива теплоносителя

• Для слива понадобится шланг, который присоединяется к патрубку котла. Второй конец размещается в канализации или отдельной ёмкости.
• Котёл отключается.
• Шланг присоединяется к крану обратки, расположенному под котлом (если там его нет, то местоположения указано в тех. паспорте).

​

• Вентиль открывается, и жидкость сливается, затем снова закрывается.
• После этого систему заполняют воздухом, для этого открываются краны Маевского в самой высокой точке контура. Затем заново производят слив.
• Теперь ещё раз запускают воздух, но на этот раз открывают все имеющиеся краны Маевского. Жидкость ещё раз сливают.
• В заключение шланг переподключают с вентиля обратки на кран подачи. При этом шланг располагают как можно ниже по отношению к крану.

Важно! Систему тёплых полов таким образом слить невозможно, для слива этой ветки понадобится специальный компрессор.

Полезное видео

Посмотрите видео, в котором рассказывается, как правильно заполнить и запустить систему отопления.

Можно ли с заправкой справиться самому

Услуги профессионалов в решении проблем с теплоснабжением обходятся в круглые суммы, поэтому можно заняться этим самостоятельно. Если подойти к вопросу внимательно, не допускать скачков давления при заполнении, соблюдать технологию — проблема будет решена.

Закачка теплоносителя в систему отопления, материалы для теплообменника

В промышленности, коммерческой и коммунальной сферах используются различные теплообменные комплексы для отопления, кондиционирования помещений, охлаждения и обеспечения микроклимата объектов. Для отопительного оборудования, как и для других теплообменных систем, в качестве рабочей среды на практике принято применять составы низкозамерзающие всесезонные и жидкости охлаждающие (общепринятый термин – антифризы) – для краткости теплоносители. Одной из основных особенностей теплоносителей служит их универсальность – возможность применения в широком температурном диапазоне эксплуатации теплообменных систем от минус 70°С до 130°С (а иногда и до 170°С).

Это повышает эффективность, снижает затраты на энергетические ресурсы. Незамерзающая всесезонная жидкость особенно необходима в том случае, если отопление не постоянное, или возможны сбои в процессе работы. При использовании в качестве рабочей среды воды систему теплообмена можно заполнять из традиционного водопровода с обычным давлением, а для заполнения теплоносителем потребуется специальный насос.

Открытые и закрытые системы – заполняем грамотно

В закрытой теплообменной системе нет контакта теплоносителя с атмосферным воздухом. На теплообменных аппаратах установлены краны Маевского, с помощью которых можно выпускать воздух при заполнении системы теплоносителем. Закачка теплоносителя в закрытую систему отопления происходит с помощью насоса, который создает давление не менее 1,5 атмосфер. Важным условием процесса заполнения является обеспеченность достаточным количеством теплоносителя, чтобы выполнить залив его за один производственный цикл.

Этапы заполнения закрытой отопительной системы:

• кран подкачки или слива теплоносителя соединяется с подающим напорным рукавом;
• противоположный конец рукава крепится к насосу специального типа;
• насос подсоединяется к промежуточной буферной ёмкости, из которой теплоноситель будет перекачиваться в теплообменное оборудование через систему трубопроводов;
• на одной из верхних точек открывается «воздушный» кран Маевского и включается насос для подачи теплоносителя;
• по мере проведения залива следует добавлять теплоноситель в промежуточную буферную емкость, для поддержания рабочего уровня;
• при достижении теплоносителем предохранительного клапана на теплообменном аппарате процесс заполнения завершается.

Далее закрывается «воздушный» кран Маевского и перекрывается линия сливного трубопровода, затем отключается насос. После циркуляции на «холостом» режиме не менее суток всех теплообменных аппаратов вновь открываются «воздушные» клапаны для удаления из системы скопившегося воздуха. После удаления скопившегося воздуха производится компенсационная подкачка соответствующего объёма теплоносителя до величины требуемого рабочего давления в системе. Подкачка может быть повторена, если в системе образовались новые воздушные пробки после продолжения циркуляции. Длительность и повторы процедуры зависят от объёма теплообменной системы и её конструкционных особенностей.

Для открытой отопительной системы процесс заполнения аналогичен, но уже не потребуется этапа удаления освобождающегося из системы воздуха, так как она не оборудована гидравлическим запором — «воздушным» краном. Остатки воздуха из теплообменных аппаратов и системы трубопроводов за счёт разности плотности с рабочей средой отведутся через расширительный бак. Заполнение открытой системы отопления теплоносителем относительно проще, но такая теплообменная система менее эффективна.

Подбор качественного носителя для отопления

Основная сфера деятельности компании «SVA» – производство теплоносителей. В номенклатуре производимых предприятием теплоносителей представлен широкий ассортимент жидкостей охлаждающих низкозамерзающих различных видов. Производимые составы низкозамерзающие всесезонные и жидкости охлаждающие сохраняют свои свойства в экстремальных условиях, обеспечивают максимум эффективности передачи тепловой энергии. Возможно оказание услуги по организации доставки продукции по всей России со склада (Тверская обл., пгт Редкино, ул. Заводская, д. 1), поскольку у предприятия имеются удобные подъездные пути для автомобильного и железнодорожного транспорта. Отгрузка осуществляется в любых объемах, учитываем индивидуальные пожелания покупателей, по расфасовке товара в транспортную тару. Предлагаем любые партии теплоносителей в виде концентратов или готовых к применению товарных марок. На каждую приобретаемую товарную марку теплоносителя собственной аккредитованной и аттестованной лабораторией ОТК оформляется паспорт качества по результатам фактических испытаний проб, отобранных от товарной партии продукции. По вопросам консультаций подбора видов охлаждающих жидкостей, а также для оформления и оказания услуг обращайтесь к нашим специалистам.

Антифриз для систем отопления: как залить в систему

Отопление индивидуальных домов с использованием жидкого теплоносителя считается самым распространенным. Продуктивность и достаточная надежность функционирования отопительной системы жилища в немалой степени зависит от того, какой вид теплоносителя применяется и его характеристик. Замена традиционно использующейся воды на антифриз для систем отопления позволяет повысить продуктивность и в некоторой степени снизить расход топлива.

Антифриз для систем отопления

Выбор теплоносителя — вода или антифриз

Общеизвестно, что самым недорогим теплоносителем является вода. Но использование ее оправдано далеко не во всех случаях. Использовать рекомендуется лишь в системах, не восприимчивых к коррозионным процессам, но с некоторыми условиями. Вода должна быть дистиллирована во избежание появления в системе накипи. При аварийном отключении отопления при температуре ниже нуля находящаяся в трубах жидкость замерзнет, разрушив их.

Решение проблемы видится в закачке в систему отопления частного дома теплоносителя иного плана — морозостойкой жидкости. Можно ли в системах обогрева применять антифриз? Ответ утвердительный.

Антифриз для систем отопления выпускается множеством компаний. Каждый вид незамерзающей жидкости имеет свои свойства, напрямую влияющие на его стоимость.

Вода или антифриз? Сравнение этих веществ явно в пользу последнего.

Что лучше: вода или антифриз

Антифриз для отопления дома обладает следующими преимуществами по сравнению с водой:

• высокая вязкость;
• инертность относительно к материалу оборудования;
• отсутствие коррозионного воздействия;
• высокая теплопроводность;
• относительно невысокая стоимость.

Виды антифризов и их особенности

Антифриз для системы отопления загородного дома применяется на основе:

• этиленгликоля;
• пропиленгликоля;
• глицерина.

Этиленгликолевый антифриз считается наиболее доступным по цене и устойчивым к влиянию пониженных температур. Производится два вида этиленгликолевого антифриза — замерзающий при -30°С и при -65°С.

Этиленгликолевый антифриз ограничен в употреблении по причине высокой токсичности, само вещество окрашено в красный цвет и используется лишь в открытых системах обогрева.

Теплоноситель на основе этиленгликоля

Пропиленгликоль, которому при изготовлении придается зеленый цвет, абсолютно безопасен при использовании. Температура замерзания вещества равна -35°С, благодаря чему его допускается применять в системах с открытым расширительным бачком.

Антифриз на глицериновой основе отличается температурой замерзания -30°С, абсолютно безопасен в эксплуатации и по сравнению с другими видами незамерзающих веществ обладает рядом преимуществ, что лучше характеризует его как теплоноситель:

• предотвращает появление коррозии в узлах и элементах трубопровода;
• отличается продолжительным, достигающим 8 лет, сроком эксплуатации;
• при заливке в систему не требует обязательной промывки труб;
• реализуется уже разбавленным и готовым к заливке.

Антифриз преимущественно реализуется в концентрированной форме, перед тем, как залить в систему, его нужно развести. Разбавлять вещество следует строго в рекомендованных производителем пропорциях, слишком насыщенный раствор не пойдет во благо — по этой причине в скором времени в теплообменнике образуются вредные наслоения. Замена антифриза должна осуществляться спустя каждые 5 лет после начала использования.

Заполнение закрытой системы отопления

Наполнение закрытых систем обогрева выполняют с применением насоса, подключенного к штуцеру подпитки. При отсутствии насоса процесс значительно усложняется — в этом случае придется заливать незамерзающее вещество через высшую точку системы, сняв автоматический воздухоотвод.

Добавляя антифриз в систему отопления дома своими руками, не обойтись без помощника, которому поручается стравливание содержащегося в радиаторах воздуха при заливке.

Перед тем, как залить антифриз в систему отопления дома, нужно проверить, чтобы:

• запорная арматура находилась в положении «открыто»;
• сбрасывающие клапаны Маевского и, отделяющие отопитель, краны были зажаты;
• концентрированный антифриз разбавлен по инструкции;
• отделяющий мембранный расширительный бачок вентиль установлен в открытом положении.

Процесс заправки закрытой системы отопления антифризом

Сначала при заливании вещества в сеть отопления закрытого типа выполняется закачивание его до достижения давления в 1,4-1,5 Бар. Затем понемногу из батарей стравливается воздух, приступая с расположенных в самом низу. В то же время нужно потихоньку заливать антифриз и внимательно наблюдать давлением на манометре — оно не должно упасть ниже 1 Бар.

В замкнутой системе на врезке подпитки устанавливается обратный клапан, иначе закачка теплоносителя буде сильно затруднена.

После полного стравливания воздуха следует снова закачивать теплоноситель до показания стрелки манометра 1,5 Бар. Затем один за другим открываются отделяющие котел краны — сперва на обратной магистрали, а после — на подающей. Клапан подающей отопительной системы следует открывать медленно и с осторожностью, чтобы воздух выходил сквозь автоматический воздухоотводчик, обеспечивающий безопасность работы котла. Давление вновь начнет понижаться, поэтому необходимо постоянно заливать антифриз.

При включении отопителя и прогреве антифриза следует постоянно наблюдать за давлением. Максимальное значение — 1,8 Бар при требуемой температуре теплоносителя.

На завершающем этапе еще раз производится выпуск воздуха из оборудования, регулирование и стабилизация давления. При работе со сбрасывающими кранами Маевского следует соблюдать максимальную осторожность, чтобы не пролить нагретый антифриз и не обжечься, особенно, если система будет заполняться этиленгликолем.

По завершении работ необходимо тщательно осмотреть оборудование и каждое соединение на наличие протечек. Если утечки будут обнаружены, вновь опорожнять трубопровод не нужно — достаточно отсечь проблемную ветвь магистрали посредством запорной арматуры, а по завершении герметизации снова повысить давление и выпустить воздух.

Заполнение открытой отопительной системы

Для открытых систем необходимо выбирать именно пропиленгликолевое вещество, как наиболее безвредное, потому как расширительный бак открытого типа напрямую сообщается с атмосферой, а поскольку его располагают внутри здания (обычно на чердачном помещении), то в комнаты могут просачиваться пары незамерзающей жидкости, пусть и в незначительном объеме.

Заполнение открытой отопительной системы теплоносителем

Считается, что залив «незамерзайки» в открытые системы бессмыслен. Для недопущения испарения теплоносителя систему стоит преобразовать в закрытую.

Разбавленный и полностью подготовленный антифриз добавляют через вентиль подпитки посредством насоса либо через расширительный бачок. Каждый клапан Маевского, расположенный на батареях, должен находиться в открытом положении. Краны закрываются постепенно по мере наполнения объема расширительного бачка. Затем незамерзающий теплоноситель необходимо долить, доведя его содержание ориентировочно до трети бака.

Перед тем, как закачать антифриз в систему отопления необходимо проконтролировать, чтобы каждый элемент запорно-регулирующей конструкции не был закрыт.

После включения и первого прогревания отопителя следует спустить воздух через радиаторы. При падении уровня горячего антифриза в бачке необходимо выполнить доливку его примерно до половины объема.

Рекомендации по применению

Не разрешается применять антифриз в системе отопления с трубами, покрытыми оцинковкой. Результатом химической реакции теплоносителя с металлом являются не растворяющиеся осадки, забивающие трубы.

Не рекомендуется смешивание антифризов не только различного назначения, но и марок, так как это может привести к снижению эксплуатационных качеств теплоносителя, а также образованию внутри труб и батарей ржавчины. В отдельных случаях такое смешение возможно, но лишь после проведения тестирования на их совместимость.

Расширительный бачок для жидкости в системе отопления

Разводить антифриз рекомендуется мягкой дистиллированной водой без содержания солей металлов. В случае добавления обычной воды из водопровода в отопительной сети могут образоваться нерастворимые остатки. Показатель жесткости воды должен составлять не более 5 единиц. Пропорция разведения концентрированного антифриза водой составляет 1 к 2.

Перед тем, как заполнить систему отопления антифризом, следует убедиться в достаточной мощности насосов и батарей, потому как, например, этиленгликолевый антифриз обладает теплоемкостью на 15-20% ниже, чем вода.

Перед сменой традиционного теплоносителя на морозостойкий рекомендуется увеличить вместимость расширительного бака либо заменить его на больший. Объем бачка должен быть не менее 15% от всего объема жидкости в системе отопления.

Для эффективного применения антифриза в отопительной системе важнейшим условием является обеспечение ее герметичности. В открытых системах использование антифриза не позволяет добиться значимого эффекта.

Срок эксплуатации

Срок применения антифриза в качестве теплоносителя зависит от эксплуатационных условий. При температуре, близкой к кипению, применение вещества не рекомендуется.

Разбавленный антифриз «Тёплый дом-30»

При нагревании заливаемой в систему отопления не замерзающих растворов до 175 градусов компоненты вещества термически разлагаются, образуя на нагревательных элементах нагар, разрушаются противокоррозионные добавки, выделяются газообразные продукты распада. Все указанные негативные факторы сказываются на эффективности эксплуатации отопителя, ведут к снижению характеристик антифриза и приводят к необходимости более ранней его замены.

В среднем обогрев антифризом до замены вещества осуществляется на протяжении 5 лет, после чего старый теплоноситель необходимо слить и добавить чистый.

Выводы

Чем заполнить систему отопления — водой или антифризом, необходимо решать, исходя из конкретных условий эксплуатации и наличия реальной угрозы замерзания воды в контуре отопления.

Сам процесс нельзя назвать слишком сложным, пусть он и достаточно трудоемок и требует приглашения помощника.

Заполнение системы отопления водой — закачка своими руками

Как известно, для нормальной работы системе отопления требуется такой важный элемент, как теплоноситель, которым обычно выступает вода. Однако не все могут разобраться с тем, как должно проходить заполнение системы отопления водой непосредственно перед ее включением. Кроме того, важно упомянуть и то, как выполняется закачка воды в систему отопления после перерывав ее работе. Об этих и некоторых других процедурах, связанных с наполнением системы обогрева теплоносителем, далее и пойдет речь.

Необходимость заполнения системы отопления водой

Безусловно, один из частых случаев, связанных с осушением системы отопления – это проведение каких-либо ремонтных работ. Вода сливается в случае замены и установки арматуры запорного типа, а также во время повреждений участков общего стояка.

Совсем нелишним также будет сбросить систему отопления в теплое время года, особенно это касается радиаторов, изготовленных чугунов, что связано с одной неприятной особенностью такого оборудования: в процессе эксплуатации находящиеся внутри таких батарей прокладки, выполненные из устойчивой к высокой температуре резины, теряют свою эластичность.

В той ситуации, если радиатор является горячим, то секции прибора немного расширяются, что неизбежно влечет за собой сжатие таких прокладок. А при остывании в местах стыков может появиться течь, что особенно часто наблюдается в устаревшем оборудовании. Во многих случаях каким-либо образом заменить вышедшие из строя прокладки просто не представляется возможным, поэтому работники коммунальных служб и рекомендуют сливать воду из системы в теплое время года.

Однако подобное осушение системы может привести к неприятным последствиям, наиболее существенными из которых можно назвать следующие:

• в случае повторного включения оборудования появиться острая необходимость избавления от пробок воздуха, образовавшихся в системе. Большинство радиаторов оснащены специально предназначенными для этого кранами Маевского, которые располагаются в верхних точках приборов, однако возникают ситуации, когда хозяев нет на месте и, как следствие, развоздушить систему некому;
• появление воздуха внутри трубопровода также негативно скажется на структурной целостности оборудования, поскольку, как известно, кислород, вступая во взаимодействие с водой, в значительной мере ускоряет коррозию металлических деталей, что существенно снижает срок службы всей системы теплоснабжения в целом.

То, нужно ли выполнять залив воды в систему отопления частной постройки в летнее время, зависит от двух следующих критериев:

1. Во-первых, от материала, из которого изготовлены трубы и нагревательные приборы системы. К примеру, сталь, которая обладает низкими показателями стойкости к появлению на ней коррозии, не следует оставлять на долгое время без воды. Но если речь идет об алюминиевых или полимерных трубах, то в данном случае бояться нечего, поскольку таким изделиям появление ржавчины не грозит.
2. Во-вторых, сколько воды в системе отопления имеется. Если ее много, то сброс большого количества теплоносителя будет не совсем экономичным решением, поскольку впоследствии придется заливать новую воду, а частных постройках расход воды, как известно, измеряется по счетчику. Так или иначе, расход воды в системе отопления частного дома не нанесет чересчур серьезных убытков, но и при отсутствии желания переплачивать от слива можно отказаться.

Как заполнить водой систему отопления

Чтобы понять, как заполнить водой систему отопления, функционирующую по принципу нижнего розлива, следует запомнить следующий алгоритм действий:

• ещё до того, как заполнить систему отопления в частном доме, задвижку на трубопроводе подачи необходимо задвинуть, а на участке подачи следует открыть сброс;
• далее на трубе обратки нужно не спеша открыть задвижку. В том случае, если скорость воды в системе отопления на выходе будет высокой, то возникает риск гидроудара, что может привести к самым неприятным последствиям, включая и отрыв отопительных батарей;
• далее нужно дождаться, пока не пойдет вода, лишенная воздуха;
• затем сброс перекрывается, а задвижка на подаче, напротив, открывается;
• после этого нужно полностью развоздушить все участки отопления в подъезде, к которым имеется доступ, включая служебные помещения.

Важно помнить, что циркуляция воды в системе отопления с верхним розливом иная, поэтому заполнить такой трубопровод теплоносителем гораздо проще. Для этого достаточно будет медленно приоткрыть задвижки на подаче и отдаче (сбросы при этом закрыты), а затем удалить воздух из воздушника в баке расширения, который располагается на чердаке многоэтажного дома.

Принцип запуска системы отопления открытого типа, подготовка воды

Никаких сложностей в такой работе нет, так как никакой расчет воды в системе отопления этого типа выполнять не нужно. Все, что потребуется – это залить несколько ведер воды в бак расширения, чтобы она была видна на его дне. Совершенно не стоит пытаться сделать заполнение системы отопления закрытого типа с некоторым запасом, иначе ввиду нагрева теплоносителя во время функционирования отопительной системы его объем увеличиться, и вода польется через край расширительного бака.

В том случае, если вся система собрана собственноручно, то очень важно проверить все стыки частей оборудования и его резьбу, чтобы в дальнейшем избежать появления течей. Читайте также: «Как заполнить систему отопления – виды теплоносителей и правила заполнения «.

Особенности запуска закрытой отопительной системы с дистиллированной водой

Заполнение водой закрытой системы отопления имеет следующие особенности:

• чтобы насос циркуляции и нагревательный котел работали нормально, давление в системе должно быть несколько избыточным. Специалисты утверждают, что этот параметр должен составлять не менее 1,5 кгс/см²;
• прежде чем запустить систему, требуется опрессовать ее давлением, в полтора раза превышающим норму. Особенно важно выполнить такую процедуру для помещений, оборудованных системой теплого пола, так как этот элемент отопления располагается в полностью закрытой стяжке, поэтому добраться до него впоследствии не будет никакой возможности (прочитайте также: «Пуск отопления — запускаем систему по правилам «).

Гораздо проще будет обеспечить отопительный контур необходимым давлением в том случае, если жилое помещение имеет доступ к центральному водоснабжению. В этой ситуации для опрессовки системы теплоснабжения достаточно заполнить ее водой через перемычку, отдаляющую водопровод, при этом тщательно следя за возрастанием давления на манометре. После выполнения такого мероприятия ненужную воду можно будет удалить с помощью любого из вентилей или посредством воздушника.

Многие задаются вопросом относительно того, должна ли выполняться специальная подготовка воды для системы отопления или можно ограничиться водой из ближайшего водоема. При этом некоторые утверждают, что дистиллированная вода в системе отопления благотворно скажется на сроке службе оборудования и не даст ему выйти из строя раньше времени. Но гораздо важнее разобраться с тем, как подготовить воду для отопления, если в нее добавляется специальная незамерзающая жидкость наподобие этиленгликоля и как впоследствии заполнить таким теплоносителем отопительный контур.

Для этих целей принято использовать особый насос, служащий для заполнения системы водой, причем им можно управлять как в автоматическом режиме, так и вручную. Подключение этого насоса выполняется с помощью вентиля, а после обеспечения необходимого давления вентиль перекрывается.

Бывают ситуации, когда такого оборудования нет под рукой. Как вариант, допускается подключение к вентилю сброса стандартного садового шланга, второй конец которого следует поднять на высоту в 15 метров и заполнить контур водой при помощи воронки. Подобный способ будет особенно актуальным при наличии вблизи обустраиваемого здания высоких деревьев.

Еще один вариант заполнения системы отопления – применения бака расширения, который выполняет функцию вмещения излишков теплоносителя, вызванных его расширением в процессе нагревания.

Такой бак имеет вид резервуара, который разделен пополам специальной мембраной из эластичной резины. Одна часть емкости предназначается для воды, а другая – для воздуха. В конструкцию любого расширительного бака также входит ниппель, с помощью которого появляется возможность установить внутри агрегата нужное давление посредством удаления излишков воздуха. Если давление недостаточное, то компенсировать этот параметр можно, закачав воздух в систему с помощью обычно велосипедного насоса.

Весь процесс не несет в себе особой сложности:

• для начала ликвидируется воздух из бака расширения, для чего нужно отвернуть ниппель. Готовые баки поступают в продажу с несколько избыточным давлением, которое равно 1,5 атмосферам;
• далее отопительный контур заполняется водой. При этом расширительный бак нужно смонтировать так, чтобы он располагался резьбой вверх. Важно помнить, что заполнять бак водой полностью совершенно не стоит. Будет правильнее, если общий объем воздуха в этом аппарате будет составлять примерно одну десятую часть от общего объема воды, в противном случае бак не справиться со своей основной функцией и не сможет вместить излишки нагретого теплоносителя;
• после этого в систему через ниппель закачивается воздух, что, как уже говорилось выше, можно выполнить при помощи обычного насоса для велосипеда. Давление требуется контролировать с помощью манометра.

Все указанные действия позволят аккуратно заполнить отопительную систему водой и обеспечат всему контуру стабильное и качественное функционирование. При необходимости всегда можно обратиться за помощью к специалистам, которые всегда имеют в наличии различные фото необходимых для такой работы устройств, способные помочь в подключении.

чем промыть систему отопления

насос для закачки воды в систему отопления

вода для системы отопления частного дома

расчет количества антифриза для системы отопления

какое давление в отопительной системе многоэтажного дома

Насос для закачки и опрессовки отопления

Смонтировали новую систему отопления и готовитесь к первому запуску? Пришло время замены теплоносителя, или давление в системе регулярно падает? В любой из этих ситуаций пригодится насос для закачки системы отопления.

Большинство частных домов отапливаются автономно, от газового котла. Систему отопления открытого типа теоретически можно заполнить без насоса, заливая воду или антифриз через воронку. Но для опрессовки и выявления утечек, а также удаления воздушных карманов насос незаменим.

Содержание статьи

Далее рассмотрим подробно, как работает насос для подкачки системы отопления, какие они бывают и как ими пользоваться.

Как работает насос для закачки отопления

Принцип работы каждого насоса сводится к созданию разницы давления в разных камерах, за счет чего жидкость выталкивается под напором. Это достигается вращением крыльчатки циркуляционного насоса, движением штока на электромагнитной силе вибрационных моделей, движением поршня в цилиндре ручных насосов.

При заполнении контура отопления нагнетатель должен не только переместить теплоноситель из ёмкости в трубы, но и создать рабочее давление в 1,5 атм.

Для опрессовки и выявления утечек давление повышают до 2 – 3 бар, насос выключают. Через несколько часов проверяют показания манометра: если давление снизилось, присутствует утечка, которую необходимо найти и устранить.

Типы насосов для закачки

Специализированный насос для закачки системы отопления или промывки контура – дорогостоящее оборудование узкого профиля. Заполнить трубы и создать необходимое давление можно любым водяным нагнетателем. Они различаются по принципу работы, строению и характеристикам, но выбор зависит от того, что есть в наличии.

  Погружные вибрационные насосы, как «Малыш» или Ручеёк», наиболее доступны и универсальны. Они используются в колодцах и скважинах, для полива или перекачки жидкости из любой ёмкости. Основные их преимущества – низкая цена, компактность, универсальность, встроенный фильтр, низкое энергопотребление (25 Вт/ч) и достаточно высокая производительность (до 450 л/мин).

Недостатки: отсутствие встроенного манометра, некоторое количество антифриза останется в ёмкости неиспользованным, недолговечность. Как насос закачки отопления он достаточно надёжен, а теплоноситель не получится купить без запаса. Удобнее использовать модели с нижним забором жидкости.

  Ручной поршневой с резервуаром – идеальный насос для подкачки отопления, опрессовки системы, но может использоваться и для первичного заполнения контура. Он энергонезависим, компактен, имеет простую и надёжную конструкцию со встроенным манометром. Такое устройство можно оставить постоянно подключенным к клапану подпитки в котельной.

Недостатки этих нагнетателей – они гораздо менее универсальны, чем погружные, а для заправки всей системы понадобится немало физических усилий.

При использовании воды в качестве теплоносителя, не стоит заправлять её прямо из крана, используя давление сети водоснабжения. Лучше её заранее набрать в резервуар, дать отстояться, а затем закачать в трубы насосом. Так вы избавитесь от многих примесей, в том числе – ржавчины, хлорки и части растворенного воздуха, которые снижают ресурс системы отопления.

  Поверхностные насосы различных типов имеют 2 патрубка: для забора и подачи жидкости. Они мощнее, имеют встроенный манометр, но большинство устройств слишком дорогие, чтобы использоваться в домашнем хозяйстве.

  Дренажные насосы предназначены для откачки сливных ям и подвалов, поэтому в них нет встроенных фильтров, предусмотрено автоматическое отключение при низком уровне жидкости. Это несколько осложняет работу, но, если у вас есть только такой нагнетатель, его вполне можно использовать.

Порядок закачки антифриза

Сразу после монтажа системы заливать антифриз нельзя: сперва необходима опрессовка, проверка герметичности, а также очистка системы. Проводятся эти процедуры одновременно, путем закачки воды или воздуха под давлением, которое в 1,5 – 2 раза выше рабочего. Пренебрегая этим этапом, вы раскуете испортить весь объём дорогостоящей незамерзающей жидкости либо значительно уменьшить ресурс всего оборудования системы.

Для систем закрытого типа рекомендуют перед заправкой отключить расширительный бак, а после заполнения проверить его настройку.

Когда все подготовительные работы проведены, поступают следующим образом:

1. Подключить насос закачки отопления к выбранному патрубку системы через кран, сам насос или его патрубок забора погрузить в ёмкость с антифризом.

2. Запустите нагнетатель и следите за манометром на его корпусе или на котле. Когда показания достигнут 1,5 Бар, выключите насос.

3. Спустите воздух с каждой батареи через кран Маевского. Если теплообменники расположены на разном уровне (на разных этажах или в гравитационной системе), начинайте с самого нижнего. Если из крана после воздуха пошла не жидкость, а пена, дайте теплоносителю отстояться минимум 30 минут, а затем повторите попытку.

4. Запустите насос и восстановите давление до значения, рекомендованного производителем котла.

5. Ещё раз проверьте наличие воздуха под каждым отводчиком воздуха. Повторяйте предыдущие 2 этапа до полного устранения воздушных карманов.

6. Запустите котёл, проверьте температуру каждого радиатора. В двухтрубной системе последний может оказаться холодным. Тогда нужно перекрыть все, кроме него, и спустить воздух.

7. Через сутки после запуска котла ещё раз проверить наличие воздушных подушек и давление, при необходимости использовать насос для подкачки системы отопления.

Все работы можно выполнить самому, но быстрее и удобнее делать это вдвоём: один следит за насосом и давлением, а второй – поочередно и закрывает открывает все краны Маевского. Ещё один вариант ускорения работы – заранее открыть все отводчики воздуха и подставить под них небольшие ёмкости. Отверстия в них тонкие, много теплоносителя не вытечет.

Контуры тёплого пола заполняются поочерёдно, только в прямом направлении тока антифриза, до появления чистого теплоносителя без пузырьков воздуха из дренажного отверстия коллектора. В противном случае в более длинном контуре останется воздушный карман, который будет невозможно удалить.

Через какой патрубок закачивать

Обычно насос для подкачки отопления подключают к специальному патрубку слива и подпитки системы, выведенному в котельной. Если его нет, выберите один из следующих вариантов:
  Патрубок подпитки, встроенный в котел современной модели. В системах с водой в качестве теплоносителя подключается к водопроводу, с антифризом остаётся свободным.
  Заменить заглушку батареи краном, через который подключить шланг.
  Снять расширительный бак закрытого типа и подключить насос вместо него.

Независимо от типа и точки подключения насоса, он справится с основной задачей – доставкой и равномерным распределением теплоносителя по всем трубам и батареям.

Вместе со статьей «Насос для закачки и опрессовки отопления» читают:

Воздух в системе отопления: просто о сложном

Воздух в системе отопления: просто о сложном

1.Воздух в системе отопления. Просто о сложном.



— «воздух» — что это?

— воздух в системе отопления. (причины появления, последствия)

— общие принципы борьбы с завоздушиванием системы отопления

— технологические новинки обезводушивающих систем.



Доброго времени суток, дорогой читатель. В своей сегодняшней статье я постараюсь рассказать о той проблеме, с которой регулярно сталкиваюсь в ходе ежедневной работы. Я работаю в отделе клиентского сервиса компании ХОГАРТ. Основная наша задача, консультирование клиентов (монтажные, мелкооптовые, оптовые и строительные компании) по выбору оборудования, его использованию и обслуживанию. Тот вопрос, который хотелось бы осветить сегодня встречается на любом объекте у любого клиента, если речь заходит о водяном отоплении. Говорить мы сегодня будем о воздухе в системе отопления. Я постараюсь обойтись без использования сложных технических терминов. Начнем с начала.



2.Что такое воздух?



Сам по себе воздух как и многое в природе не состоит из какого-то одного вещества – это смесь газов. Химический состав воздуха прост: азот-78, 08%, кислород-20, 94%, инертные газы-0, 94%, диоксид углерода-0, 04%.Теперь подробнее.

КИСЛОРОД — газ без цвета и запаха, хорошо растворимый в воде. Помимо этого кислород активно взаимодействует с другими химическими веществами (образует окислы, в том числе с металлом, например ржавчина.

Что касается АЗОТА – здесь все несколько проще. Он не так активен как кислород (не вступает в активную реакцию с металлом в системе отопления), однако по своему распространению ничуть ему не уступает. По весу этот газ немного легче кислорода.

3. Почему воздух в
системе отопления это плохо?

Сейчас я опишу Вам картину,
знакомую 100% монтажников систем отопления. Итак: монтируем систему, заполняем
теплоносителем, запускаем котел и …. Несколько радиаторов или целая ветка
системы отопления не греются. Проверяем воздухоотводчики, стравливаем
скопившийся воздух. Заработало. Прошел месяц – таже картинка – опять не
работает какой-то радиатор. Снова едем к клиенту и все по новой. Знакомо?

Причина такого знакомства
– воздух. Попадая в приборы отопления он создает воздушные пробки, которые не
дают теплоносителю нормально циркулировать. Теплоноситель застаивается в
системе и теплообмен нарушается. Типична следующая картинка (как на рисунке) :
не греется угол или часть радиатора, а другая его часть находится в нормальном
состоянии.

Не менее распространена и другая
«беда»– выход из строя
различных металлических элементов системы по причине коррозии. Сама по себе
ржавчина хорошо знакома любому из нас. Все мы еще из школы знаем, что кислород
окисляет металл из-за чего и возникает коррозия. Другое дело растворенный в
воде кислород. Его не видно, а ржавчина – вот она! Сломанная запорная арматура,
вышедшая из строя сантехника, забитые ржавчиной трубы системы отопления – вот
далеко не полный список последствий воздействия кислорода на металл инженерных
систем Вашего дома.

Если коротко описать последствия
воздействия воздуха на Вашу систему отопления, то список получится примерно
такой:

— завоздушивание труб и радиаторов

— шумы в радиаторах

— снижение мощности котл и радиаторов

— выход из строя отдельных узлов или деталей системы

4.Как воздух попадает в систему отопления?

Давайте по порядку – может он
оттуда никуда и не уходил? Для того, чтобы было удобнее представим систему
отопления стандартного коттеджа (средний объем около 200 литров теплоносителя).
Что из себя представляется система отопления в таком доме?

Обычно это газовый или любой другой котел, который служит
источником тепла, радиаторы, краны, различные трубы и фитинги, соединяющие
между собой котел и другие приборы.

«Откуда же в системе воздух?» – спросите Вы.

«А он никуда и не уходил…» — ответит Вам с улыбкой монтажник и в этой шутке
есть своя доля истины.

Современная система отопления по сути своей представляет замкнутый контур
состоящий из труб, радиаторов и иных приборов. Казалось бы воздуху там взяться
неоткуда. Или так только кажется? Начнем с заполнения системы.

Через специальный кран вода
подается в ЗАКМНУТУЮ систему и начинает ее заполнять. Но система была собрана
на объекте ,в обычных условиях, а значит в ней уже есть воздух и вода будет его
вытеснять по мере заполнения системе.

Куда деваться воздуху?

Для его удаления предусмотрены
многочисленные воздухоотводчики, которые на сегодняшний день устанавливаются
практически на всех гребенках и других элементах системы отопления. Эти
устройства могут справляться с отведением воздуха который был вытеснен из
системы отопления теплоносителем. Но как быть с тем воздухом, который растворен
в воде и циркулирует с ней по системе отопления.

Здесь большинство специалистов может предложить
установить дополнительно сепаратор воздуха для системы отопления. Определенная
логика в этом есть – воздухоотводчики удаляют выделившийся воздух, сепараторы
удаляют пузырьки воздуха из потока, НО! Особенность сепараторов воздуха
заключается в том, что эффективно работать они могут в двух условиях: давление
и высокая температура.

Поэтому обычно их устанавливают
внизу, рядом с котлом. Вопрос
заключается в том, что 80% в году наша система отопления работает в переходных
режимах. В таких условиях установка сепаратора проблему не решит, а поступление
воздуха в систему через ее узлы никто не отменял. Да-да! Не удивляйтесь.
Система отопления тоже «дышит». Воздух может поступать через такие элементы
системы, как расширительный бак, полипропиленовый трубы, трубы из шитого
полиэтилена, резиновые прокладки, уплотняющие материалы, такие как фумлента и
лён. Диффузия газа через синтетические материалы минимальна, но она есть и идет
постоянно.

Таким образом мы приходим к тому,
что нам необходимо устройство способное удалять воздух из системы независимо от
параметров ее работы. А есть ли такое оборудование?!

5. Выход есть!

Недавно компания Reflex сообщила о
выходе на рынок РФ и СНГ нового поколения оборудования для обезвоздушивания
систем отопления – это REFLEX

«SERVITEC MINI».Подобное оборудование ранее применялось только в
промышленных системах.

Reflex первым из производителей адаптировал его для повседневного использования в индивидуальных системах
отопления. Давайте знакомиться с
новинкой.

Работа данного оборудования основана на принципе выделения пузырьков растворенных в жидкости газов (воздуха) при понижении давления.

Ниже на схемах можно посмотреть , как это происходит
поэтапно.

ЭТАП 1. Создание
вакуума                               ЭТАП 2.Начинается процесс дегазации

ЭТАП 3.
Удаление газов                                ЭТАП 4.
Возврат в начальное положение

Таким образом в компактном
корпусе предлагается устройство, которое эффективно борется с завоздушиванием
Вашей системы отопления. Получить дополнительную информацию по параметрам
работы данного оборудования Вы можете в отделе клиентского сервиса компании
ХОГАРТ – [email protected]. Если Вас
интересует цена или срок поставки данного оборудования – обращайтесь в отдел
продаж ХОГАРТ по
тел +7 495 780 78 66.

Вопрос: Как правильно заполнить закрытую систему отопления водой?

Перед тем, как заполнить водой закрытую систему отопления, клапан следует открыть и подставить под него таз. Далее трубы должны иметь небольшой уклон вниз, до нижней точки. В этом месте устанавливают кран для удаления воды из системы. Здесь же есть патрубок для закачки в неё воды (обычно располагается чуть ниже котла).

Какое должно быть давление в системе отопления закрытого типа?

Таким образом, давление в системе отопления в частном доме при устройстве закрытого контура должно находится в пределах 1,5-2 атмосфер. Критичным считается показатель за пределами диапазона, а при достижении отметки 3 велика вероятность аварии (разгерметизация магистрали, выход из строя агрегатов).

Как работает система отопления закрытого типа?

Закрытая система отопления

В закрытой системе отопления все элементы системы герметичны, отсутствует испарение воды. Циркуляция осуществляется при помощи насоса. Так называемая система с принудительной циркуляцией теплоносителя включает в себя трубы, котёл, радиаторы, расширительный бак, циркуляционный насос.

Как выгнать воздух из системы отопления дома?

Для того чтобы удалить воздух из системы отопления используют следующие приборы:

1. Кран Маевского. Его устраивают в верхней части радиатора. …
2. Автоматические воздухоотводчики устанавливают в самой высокой точке отопительной системы, а также на отопительном котле. …
3. Воздушный сепаратор.

Как правильно заполнить систему водой нового газового котла?

Заполнение системы водой

Для этого надо открыть вентиль, который обычно располагается в нижней части навесного котла. Закачивать воду нужно до достижения давления примерно в 2 атмосферы. Этот процесс желательно производить как можно медленнее, для того, чтобы обеспечить вывод имеющегося внутри воздуха.

Как правильно закачать систему отопления?

Как залить воду в открытую и закрытую систему отопления?

1. После установки новой отопительной системы первый раз в неё заливают воду специалисты. …
2. В таких системах отопления вода циркулирует естественным образом (не под давлением). …
3. Наливать воду в систему нужно постепенно, порциями, давая время для выхода пузырей воздуха.

Чем лучше заполнить систему отопления?

Рекомендуемым способом заполнения любых систем отопления является подача жидкости под давлением (из водопровода или емкости посредством насоса) через нижний подпиточный вентиль.

Как проверить уровень воды в системе отопления?

Проверка уровня воды в системе отопления

Для этого используется манометр, который должен быть установлен на трубопроводе в котельной. Если давление составляет 1-1,5 бар (то есть 100-150 кПа или приблизительно 1-1,5 атм.), добавлять воду в систему не нужно.

Для чего нужно давление в системе отопления закрытого типа?

Зачем нужно давление в системе отопления Постоянное рабочее давление в системе отопления должно поддерживаться для обеспечения ее функционирования, заставляя теплоноситель циркулировать по трубам и отдавать энергию через теплообменники.

Какое давление воды должно быть в системе отопления частного дома?

Для небольшого частного дома или квартиры с индивидуальным отоплением достаточно давления в пределах от 0,7 до 1,5 атмосфер. Для частного домовладения в 2—3 этажа — от 1,5 до 2 атмосфер. Для здания в 4 этажа и выше рекомендуются от 2,5 до 4 атмосфер с установкой дополнительных манометров на этажах для контроля.

Каким должно быть давление в системе отопления?

Например, давление в отопительной системе многоэтажного дома, чья схема показана ниже, должно составлять не менее 5 Бар. На преодоление подъема потребуется порядка 3 Бар и на трение с местными сопротивлениями – еще около 2 Бар с запасом.

Как работает открытая система отопления?

Открытая система отопления

Принцип действия такой системы очень прост. Отопительный котел нагревает теплоноситель (воду), которая циркулирует по трубам. Горячая вода расширяется, поднимается к верху, остывшая вода поступает в котел (обратка). … Что бы вода стекала без помех и задержек.

Что будет если отключат свет при работе циркуляционного насоса?

Если мыслить логически, то с прекращением работы циркуляционного насоса прекращается циркуляция теплоносителя, а с ним и отбор тепла от котла.

Как работает замкнутая система отопления?

Принцип работы системы закрытого типа Температурные расширения в закрытой системе компенсируются путем применение мембранного расширительного бака, наполняемого водой во время нагрева. При охлаждении, вода из бака снова уходит в систему, поддерживая тем самым постоянное давление в контуре.

Регулятор смешивания впрыска для водяных систем водяного отопления

Регулятор смешивания впрыска для водяных систем водяного отопления

2019-08-02 07:20:18

Гидравлические системы водяного отопления пола обычно требуют температуры воды ниже, чем могут подавать обычные газовые или мазутные котлы без конденсации дымовых газов.Было разработано несколько методов работы таких котлов при температурах без конденсации с одновременным смешением их выхода горячей воды с обратной водой с более низкой температурой из контуров пола для достижения надлежащих температур подачи. К ним относятся регулируемые вручную шаровые клапаны, 3-ходовые и 4-ходовые смесительные клапаны с электроприводом, теплообменники, буферные резервуары и группа методов, известных как смешивание с помощью впрыска. В этой статье обсуждаются пять подходов к инжекционному смешиванию, которые становятся все более популярными и экономически эффективными для систем водяного отопления.

Чтобы понять, как работает инъекционное смешивание, представьте контур напольного распределения как постоянно циркулирующую «конвейерную ленту» для тепла. Когда необходимо отвести тепло в помещение, небольшой поток горячей воды «проталкивается» в напольный распределительный контур через устройство управления впрыском, такое как клапан или насос. Впрыскиваемая вода смешивается с более холодной водой, возвращающейся из контуров пола в тройнике. Комбинированный поток теперь (в идеале) имеет требуемую температуру подачи, поскольку он возвращается в контуры пола.Поскольку распределительная система полностью заполнена жидкостью, нагнетаемый поток горячей жидкости должен сопровождаться равным, но выходящим потоком холодной возвратной воды из распределительной системы. Большая разница температур между нагнетаемой горячей водой и холодной водой, возвращающейся из контуров пола, обеспечивает высокую скорость передачи тепла при относительно небольшом расходе. Например: Предположим, что в распределительную систему теплого пола необходимо подавать 2000 000 БТЕ / ч с использованием нагнетаемой воды при температуре 180 ° F.Предполагается, что вода, возвращающаяся из контура пола, составляет 95 °. Необходимый расход закачиваемой воды можно рассчитать по формуле 1:

.

Где:

f = расход нагнетаемой горячей воды (в галлонах в минуту).

Q = Требуемый расход тепла (в британских тепловых единицах в час).

T i = Температура входящей воды для закачки (в i ° F).

T R = Температура воды на выходе из возвратной стороны R распределительной системы (в ° F).

490 = Константа, основанная на свойствах воды.Это значение изменится для других жидкостей.

Для предполагаемых условий:

Такой небольшой расход обеспечивается за счет клапана 3/4 дюйма и трубопровода 3/4 дюйма. В общем, любая гидронная система с большой разницей температур между нагнетаемой водой и возвратной водой может использовать небольшое оборудование для впрыска и при этом обеспечивать высокую скорость переноса тепла. Эта характеристика может значительно снизить затраты на управление в более крупных системах водяных излучающих полов.

Инжекционное смешивание с 2-ходовыми клапанами

Существует три метода смешивания при впрыске, в которых 2-ходовые клапаны используются в качестве устройства управления впрыском.Все они используют небольшие вариации общей системы трубопроводов, показанной на рисунке 2. Эту общую систему трубопроводов можно рассматривать как три подузла; контур котла, напольный распределительный контур и «мостовые трубы», соединяющие эти контуры.

Котловой контур необходим для предотвращения конденсации дымовых газов внутри котла. Его следует использовать в любой системе впрыска, которая сочетает в себе низкотемпературный распределительный контур с обычным газовым или масляным котлом. Контур котла работает путем подачи горячей воды к тройнику, ведущему к впрыскивающему клапану, но со скоростью потока, значительно превышающей требуемую скорость потока впрыска.Это заставляет большую часть горячей воды проходить в обход тройника № 1 и продолжать дальше по потоку, где она смешивается с холодной возвратной водой, поступающей в тройник № 2. В результате получается смесь, которая может быть всего на 10-20 ° ниже температуры на выходе из котла. , возвращается в котел достаточно горячим, чтобы предотвратить конденсацию дымовых газов. Для газового котла без конденсации температура возврата должна быть не ниже 140 ° F. Температуру возврата котла можно рассчитать по формуле 2:

.

где:

T обратка котла = температура воды на входе в котел (в ° F).

T подача котла = температура воды на выходе из котла (в ° F).

Q design = тепловая нагрузка, которую котел должен обеспечивать при расчетных условиях (в британских тепловых единицах в час).

f котловой контур = расход в котловом контуре (в галлонах в минуту).

490 = постоянная, основанная на свойствах воды. Это значение изменится для других жидкостей.

Относительно короткие контуры котла, состоящие из труб большего диаметра, позволяют достичь значительных расходов при использовании небольших циркуляционных насосов с мокрым ротором.Котловой контур также может служить в качестве первичного контура, который питает несколько других вторичных отопительных контуров, например, для нагрева воды для бытовых нужд или зон плинтусных конвекторов.

Метод № 1: неэлектрические двухходовые клапаны впрыска

В первом методе впрыска, который мы рассмотрим, используется неэлектрический клапан с термостатическим управлением для поддержания определенной температуры подачи в контуры пола всякий раз, когда требуется тепло. Чувствительная груша для привода клапана расположена на подающей трубе, ведущей к напольным контурам, предпочтительно после распределительного циркуляционного насоса (см. Рисунок 3).Когда в распределительном контуре начинается охлаждение ниже желаемой температуры подачи, клапан постепенно открывается, позволяя большему количеству горячей котловой воды проходить в распределительный контур. При правильном размере клапана изменение температуры подачи должно быть в пределах +/- ° F. желаемой уставки.

Чтобы обеспечить «стимул» протеканию воды через мостовой трубопровод между контуром котла и распределительным контуром, необходим ограничитель расхода определенного типа для создания перепада давления между тройниками в одном из контуров.Контур с наиболее постоянной скоростью потока является предпочтительным местом для ограничителя потока. Если котловой контур обслуживает только нагрузку на систему теплого пола, его расход постоянен при каждой подаче тепла. Если контур котла является первичным контуром настоящей первичной / вторичной системы, обслуживающей несколько вторичных нагрузок, его расход также должен быть постоянным. Напольный распределительный контур может иметь или не иметь постоянный расход в зависимости от того, включаются или выключаются отдельные контуры этажа с помощью средств управления зонированием.

Ограничитель потока может быть запорным клапаном, отводным тройником или, возможно, просто сопротивлением потоку трубы и фитингов между тройниками, соединяющими мостовые трубы с петлей. Он должен обеспечивать падение давления не менее 1 фунта на квадратный дюйм при расчетной скорости потока контура, в котором он установлен.

Груша датчика для термостатического 2-ходового клапана (в идеале) должна быть установлена ​​в тройник в непосредственном контакте с приточной водой, протекающей в контуры пола. Если это невозможно, грушу датчика можно плотно зажать снаружи подающей трубы, а этот участок трубы осторожно обернуть изоляцией.Предпочтительно, чтобы груша датчика находилась ниже по потоку от распределительного циркуляционного насоса, чтобы обеспечить тщательное перемешивание до определения температуры подачи.

Привод клапана обычно настраивается на поддержание номинальной расчетной температуры подачи в контуры пола всякий раз, когда требуется тепло. В условиях частичной нагрузки здание будет быстро перегреваться, если поток не будет включен и выключен по мере необходимости. Один из подходов состоит в том, чтобы расположить напольные контуры для каждой комнаты, установить отдельные термостаты в каждой комнате, подключив их к отдельным операторам «телестатического» клапана на распределительном клапане каждого напольного контура.Для больших «многоконтурных зон» можно использовать один термостат для управления зонным клапаном или зональной циркуляцией. Если в контурах пола должен поддерживаться непрерывный поток, можно использовать термостат (ы) для включения и выключения циркуляции котла и контура котла.

Следующая процедура выбора клапана впрыска предлагается крупным производителем термостатических 2-ходовых клапанов:

1. Рассчитайте требуемый расход нагнетания по следующей формуле:

Где:

fi = расход нагнетаемой горячей воды при расчетных условиях (в галлонах в минуту).

фс = расход в распределительном контуре при расчетных условиях (в галлонах в минуту).

Ts = температура подачи в контуры пола при расчетных условиях (в ° F).

TR = температура возврата из контуров пола при расчетных условиях (в ° F).

Ti = температура доступной воды для закачки (в ° F).

1. «Уменьшите номинальные характеристики» перечисленных значений Cv рассматриваемых клапанов, умножив их перечисленные значения Cv на 0,6. (Это сужает пропорциональный диапазон значения и уменьшает колебания температуры подачи выше и ниже заданного значения).

2. Выбор клапана с «пониженным» значением Dv, равным или немного превышающим требуемый расход впрыска.

Метод № 2: Регулирующий клапан с управлением сбросом

В другом методе инъекционного смешивания используется модулирующий 2-ходовой клапан, электрически регулируемый с помощью регулятора резервуара. Необходимая температура подачи постоянно рассчитывается регулятором сброса на основе наружной температуры и настроек кривой нагрева. На привод клапана отправляется сигнал, который регулирует расход впрыска, необходимый для поддержания этой температуры.Датчик температуры на подающей трубе, ведущей к контурам пола, обеспечивает постоянную обратную связь с системой управления, позволяя постоянно регулировать расход впрыска по мере необходимости. Ограничитель потока снова используется либо в контуре котла, либо в контуре распределения, чтобы создать перепад давления, необходимый для проталкивания горячей воды через мостовой трубопровод при открытии впрыскивающего клапана.

Метод № 3: Управление клапаном впрыска вкл. / Выкл.

Третий способ использования двухходового клапана для инъекционного смешивания показан на рисунке 4.Когда комнатный термостат требует тепла, стандартный клапан гидравлической зоны в трубопроводе перемычки впрыска срабатывает. Также включаются котел и циркуляционный насос котлового контура. Распределительный циркуляционный насос либо работает непрерывно, либо включается, когда требуется тепло. Балансировочный (шаровой) клапан, на этот раз показанный в распределительном контуре, был предварительно настроен на перепад давления, необходимый для принудительного нагнетания требуемого потока через клапан открытой зоны.

Для защиты от чрезмерно высокой температуры подачи после точки впрыска устанавливается аквастат.Если температура подачи должна подняться выше заданного максимального значения (например, если балансировочный клапан установлен неправильно), аквастат прерывает сигнал термостата и закрывает клапан впрыска, защищая пол от перегрева. Распределительный циркуляционный насос должен продолжать работать в этих условиях, позволяя контурам пола постепенно остыть до точки, при которой аквастат повторно открывает клапан зоны.

Этот подход требует тщательной настройки балансировочного клапана, чтобы предотвратить чрезмерное срабатывание аквастата.Возникает соблазн, особенно при запуске в холодную погоду, состоит в том, чтобы настроить балансировочный клапан на подачу относительно теплой воды в контуры пола, даже если температура возврата из этих контуров довольно низкая. Это нормально в течение нескольких часов, чтобы ускорить сляб до нормальной температуры, но если балансировочный клапан оставить на этой настройке, аквастат в конечном итоге начнет короткий цикл включения и выключения, потому что по мере того, как плита достигает температуры, а температура обратной воды повышается. , так же как и температура подачи.Чтобы предотвратить это, используйте формулы 4 и 5 для расчета необходимого повышения температуры на тройнике впрыска при запуске, а затем используйте точные термометры, чтобы осторожно настроить балансировочный клапан для получения этого повышения. Обратите внимание, что для этого требуется точная оценка падения температуры системы теплого пола в расчетных условиях. Это достигается путем точных расчетов конструкции.

Где:

Ti = Температура доступной воды для закачки (в ° F). TR = Температура обратки из контуров пола (в ° F).

Ts = Температура подачи в контуры пола (в ° F).

Qdesign = Тепловая мощность коллектора, зоны теплого пола и т. Д. При расчетных условиях (в британских тепловых единицах в час).

fdist = Расход в системе распределения (в галлонах в минуту).

490 = Константа, основанная на свойствах воды. Это значение изменится для других жидкостей.

Например: Предположим, что для системы теплого пола требуется температура воды 110 ° F при расчетных условиях. Во время пуска возвратная вода возвращается из контуров пола при температуре 60 °, а нагнетаемая вода из контура котла доступна при температуре 170 °.Повышение температуры, необходимое для системы теплого пола при расчетных условиях, было рассчитано на 10 °, таким образом, температура обратного потока от пола при расчетных условиях составляет 110-10 = 100 °. * T на тройнике впрыска при запуске рассчитывается по формуле 4:

.

Уставка аквастата должна быть на два-четыре градуса выше расчетной температуры подаваемой воды. Его перепад должен быть на несколько градусов «шире», чем расчетное превышение температуры на тройнике впрыска. Это помогает избежать коротких циклов, если и когда аквастат прерывает нагнетание горячей воды.

Поскольку расход впрыска установлен на фиксированное значение (например, расход, требуемый в условиях расчетной нагрузки), этот тип системы медленнее реагирует на переходные условия, такие как значительное увеличение настройки термостата. Напротив, два предыдущих метода закачки могут регулировать свои скорости потока закачки — в некоторых случаях даже выше, чем требуется в проектных условиях — для сокращения переходного времени восстановления.

Также доступны элементы управления

, которые позволяют использовать клапаны зоны включения / выключения в сочетании со стратегией управления сбросом.В таких системах датчик температуры подачи устройства управления сбросом заменяет аквастат, показанный на рисунке 4. Эти элементы управления работают, регулируя время включения клапана впрыска в зависимости от температуры наружного воздуха. Хотя подвод тепла не такой постоянный, как в способах 1 и 2, масса системы теплого пола плитного типа имеет тенденцию сглаживать колебания температуры подачи и плавно подавать тепло в здание.

Инжекционное смешивание с помощью насосов с регулируемой скоростью

Инъекционное смешивание с регулируемой скоростью — еще один метод контроля температуры воды, применяемый в системах теплых полов.Хотя насосы с регулируемой скоростью использовались в крупных гидравлических системах в течение некоторого времени, их адаптация к управлению впрыском в жилых и легких коммерческих системах относительно нова. В системе этого типа небольшой насос заменяет двухходовые клапаны, показанные на предыдущих схемах. При работе этот насос выталкивает горячую воду из контура котла в контур распределения с более низкой температурой. Чем быстрее работает насос, тем быстрее нагнетается горячая вода в распределительный контур и тем выше становится температура подачи.

В некоторых системах в качестве впрыскивающего насоса используется небольшой гидравлический циркуляционный насос с мокрым ротором и электродвигателем с защитным сопротивлением PSC. В этом случае скорость насоса регулируется электронно с помощью симистора для управления формой волны переменного напряжения, подаваемой на двигатель. В других системах в качестве устройства переменной скорости используется небольшой насос с приводом от постоянного тока.

Существуют две основные схемы трубопроводов для систем впрыскивающих насосов с регулируемой скоростью. У каждого есть свои преимущества и недостатки в зависимости от типа проектируемой системы.

Метод №4: Трубопровод прямого впрыска

Первый метод управления впрыском с регулируемой скоростью называется прямым впрыском. Схема трубопроводов показана на рисунке 5. Направленный впрыск обеспечивает наибольшую скорость теплопередачи в систему распределения для данной скорости потока нагнетания и температуры. Он хорошо подходит для больших жилых и легких коммерческих систем. Его недостаток заключается в том, что даже небольшой гидравлический циркуляционный насос (например, типичный циркуляционный насос с мокрым ротором мощностью 1/25 л.с.) при использовании в сочетании с первичным / вторичным трубопроводом, высокотемпературной нагнетаемой водой и низкотемпературной возвратной водой может легко нагнетать несколько сотен тысяч БТЕ / ч тепла в систему распределения.

В небольших жилых системах это означает, что насос может быть ограничен до небольшой части своей нормальной скорости даже в проектных условиях. По этой причине в трубопроводе обратного моста установлен шаровой клапан (см. Рисунок 5), чтобы преднамеренно дросселировать поток впрыска и, таким образом, вынудить циркуляционный насос работать в более широкой части своего диапазона скоростей, поскольку мощность нагрева изменяется от нуля до полной расчетной. нагрузка. Небольшие «микронасосы» с приводом от постоянного тока, которые работают от нескольких ватт мощности, не нуждаются в таком ограничении потока впрыска.

Две детали трубопровода, которые имеют решающее значение для успеха систем прямого впрыска, — это расстояние между тройниками первичного и вторичного контуров и образование «тепловой ловушки».

Расстояние между тройниками первичного вторичного контура как в котле, так и в распределительном контуре должно быть как можно меньше (ни в коем случае не более четырех диаметров трубы). Трубопровод, соединяющий эти тройники, следует тщательно развернуть и аккуратно припаять, чтобы свести к минимуму любые потери давления между боковыми портами тройников.Любая возникающая потеря давления способствует перемещению горячей воды из контура котла в контур распределения, даже когда нагнетательный насос полностью отключен. Поскольку многие системы излучающих полов поддерживают непрерывную циркуляцию через контуры пола, эта слабая, но постоянная струйка горячей воды может постоянно нагнетать тепло (хотя и с небольшой скоростью) в контуры пола, даже когда здание не нуждается в этом. Это может привести к перегреву в мягкую погоду, особенно в небольших системах.

Деталь трубопровода тепловой ловушки также помогает предотвратить тепловую миграцию, когда нагнетательный насос выключен.Обе мостовые трубы, соединяющие котел и распределительные контуры, должны иметь минимальный перепад высоты в 1 фут, а лучше 2 с лишним фута, чтобы предотвратить миграцию горячей воды вниз в распределительную систему.

Требуемый расход впрыска можно рассчитать по формуле 3. Использование взвешенных (контроль расхода) или подпружиненных обратных клапанов в мостовых трубопроводах систем прямого впрыска не рекомендуется, поскольку это приводит к нестабильной работе впрыскивающего насоса в условиях низкой нагрузки.

Метод №5: Трубопровод обратного впрыска

Альтернативная конструкция трубопровода для смешивания с впрыском с регулируемой скоростью показана на рисунке 6. В этой так называемой системе обратного впрыска вода выходит из распределительного контура при температуре подачи контура пола, а не при температуре возврата, как в предыдущих системах. Такое расположение трубопроводов сводит к минимуму или устраняет некоторые недостатки систем прямого впрыска.

Поскольку разница температур между входящим и выходящим водяными потоками меньше в системе реверсивного впрыска, скорость впрыскиваемого потока, необходимая для обеспечения того же теплопереноса, больше, чем в системах с прямым впрыском.Этот расход можно рассчитать по формуле 6.

Где:

fi = скорость нагнетания горячей воды при расчетных условиях (в галлонах в минуту). fs = расход в распределительных системах (в галлонах в минуту).

Ts = температура подачи в контуры пола при расчетных условиях (в ° F).

TR = температура возврата из контуров пола при расчетных условиях (в ° F).

Ti = температура доступной воды для закачки (в ° F).

Более высокий расход впрыска заставляет циркуляционный насос впрыска работать в большей части своего диапазона скоростей в небольших системах.Системы обратного впрыска также лучше защищены от миграции тепла вне цикла, чем системы прямого впрыска. Эта защита является результатом использования нескольких деталей трубопроводов. Во-первых, давление застоя жидкости в точке впрыска заставляет поворотный обратный клапан после впрыскивающего насоса закрываться, когда впрыскивающий насос не работает. Во-вторых, потеря напора в трубопроводе между входным и выходным тройниками распределительного контура дополнительно способствует удержанию этого обратного клапана закрытым в условиях нулевого тепловложения.Наконец, тепловая ловушка в обратном трубопроводе помогает минимизировать любую тепловую миграцию. Опять же, важно подчеркнуть, что эти детали, ориентация труб и т. Д. Имеют решающее значение для управления подводом тепла при низкой нагрузке.

Из-за их способности останавливать миграцию горячей воды и высоких требований к скорости нагнетания системы обратного впрыска обычно считаются более подходящими для систем обогрева полов в жилых помещениях, где в качестве нагнетательного устройства используются небольшие циркуляционные насосы с мокрым ротором, работающие на переменном токе.Однако эти преимущества достигаются за счет более сложной компоновки трубопроводов.

Оба метода смешивания с прямым и обратным впрыском могут использоваться в сочетании со стратегиями управления уставкой или сбросом наружного воздуха. В последнем случае температуру котла также можно контролировать с помощью отдельной кривой сброса, если этого требуют другие нагрузки в системе.

Сводка

Все пять представленных методов инъекционного смешивания успешно применяются в системах водяного водяного отопления.Окончательный выбор зависит от нескольких факторов, включая:

• Будет ли система использовать постоянную температуру подачи или контроль сброса наружного воздуха?

• Будет ли в здании использоваться покомнатное зонирование или «зонирование площади»?

• Будут ли напольные контуры работать с непрерывной циркуляцией или циркуляцией «по требованию»?

• Какая необходимая скорость транспортировки тепла в систему распределения?

• Какова температура как нагнетаемой воды, так и возвратной воды системы?

• Какие расходы были сделаны на систему управления?

• Какое количество переходных режимов будет испытывать система?

Возможно, самым большим преимуществом каждого типа управления впрыском является возможность использовать относительно небольшие трубы, клапаны и оборудование насоса для обеспечения высокой скорости передачи тепла от контура котла к контуру распределения.Это помогает минимизировать затраты на управление, сохраняя при этом тот же комфорт, которым известны системы водяного отопления.

© Сантехника и механика. Просмотреть все статьи.

Инъекционное управление смешиванием для водяных систем водяного отопления
/article/Injection+mixing+control+for+hydronic+radiant+floor+heating+systems/3444719/606629/article.html

Меню

Список проблем

Отчет Radiant Comfort Winter Edition 2021

Отчет Radiant Comfort Весна 2021 года

Январь 2021 г.

декабрь 2020

ноябрь 2020

Radiant Comfort Report Осень 2020

октябрь 2020

сентябрь 2020

августа 2020

июль 2020

июнь 2020

Отчет Radiant Comfort 2020

мая 2020

апрель 2020

марта 2020

февраль 2020

январь 2020

декабрь 2019

Modern Hydronics vol.5 2019

ноябрь 2019

Radiant Comfort Ноябрь 2019

октябрь 2019

сентябрь 2019

Август 2019

Современная гидроника, том 4 2019

июль 2019

Radiant Comfort Report 2019 Spring Edition

июнь 2019

мая 2019

Современная гидроника 2019 Том 3

апрель 2019

март 2019

Февраль 2019

Современная гидроника 2019 Том 2

январь 2019

декабрь 2018

ноябрь 2018

Современная гидроника 2018

октябрь 2018

сентябрь 2018

Август 2018

Отчет о радиантах и ​​гидронике за 2018 год

июль 2018

июнь 2018

мая 2018

апрель 2018

март 2018

Февраль 2018

январь 2018

Библиотека

Что такое нагрев с прямым впрыском пара?

Прямой впрыск пара работает путем прямого впрыска пара в технологическую жидкость для более быстрой передачи тепла, что приводит к более эффективному использованию энергии по сравнению с косвенными теплообменниками.Этот эффективный процесс нагрева вызван способностью наших гидроагревателей с прямым впрыском пара управлять потоком пара и турбулентностью смешения с помощью модулирующей заглушки штока и узла сопла или диффузора в нагревателе. Это точное смешивание отмеренного количества высокоскоростного пара непосредственно с жидкостью или суспензией обеспечивает мгновенную передачу тепла от пара к жидкости. Этот метод теплопередачи обеспечивает 100% тепловой КПД и экономию энергии на 20-25%. Не верите нам? Перейдите к нашему калькулятору энергосбережения, чтобы получить точную оценку того, сколько вы можете сэкономить на эксплуатационных расходах.

Чтобы добиться этого, точно спроектированное паровое сопло или диффузор с регулируемой площадью измеряет поток в точке впрыска и контакта с жидкостью. Большой перепад давления от полного давления пара до давления технологической жидкости обеспечивает высокоскоростной поток пара и мгновенное смешивание двух потоков. Когда поток пара перекрывается, его скорость на выходе из сопла или диффузора остается постоянной независимо от общего впрыскиваемого массового расхода. Нагреватели Hydro-Thermal с внутренней модуляцией регулируют площадь впрыска (площадь поперечного сечения сопла или отверстия диффузора) для точного регулирования тепловой нагрузки.Постоянная скорость пара обеспечивает стабильную и стабильную работу во всем диапазоне операций.

Запатентованные нагреватели

Hydro-Thermal с прямым впрыском пара используют прямой теплообмен как средство передачи 100% энергии пара для нагрева жидкостей и суспензий в широком диапазоне вязкости и твердого содержимого до точных температур. Внутренняя модуляция водонагревателя обеспечивает точный контроль пара, быстрое управление температурой и дает предсказуемые результаты. Каждый водонагреватель Hydro-Thermal имеет внутреннюю отделку, специально разработанную для конкретных нужд и требований каждого клиента.

Технология DSI

Гидроонагреватели / струйные печи обычно превосходят другие формы прямого впрыска пара и методы косвенного нагрева, такие как теплообменники. Воспользуйтесь ссылками ниже, чтобы узнать больше о том, как запатентованная технология Hydro-Thermal превосходит статус-кво.

Внешняя и внутренняя модуляция:

Прямой впрыск пара с внешней или внутренней модуляцией относится к способу управления массовым расходом пара, впрыскиваемого в технологическую жидкость.

Внешняя модуляция использует парорегулирующий клапан на линии подачи для изменения давления пара в точке впрыска: изменение давления изменяет плотность и скорость пара через сопло, чтобы контролировать количество нагрева. Регулировка давления пара для управления нагревом может привести к нестабильной работе, ударам и вибрации, когда требуются высокие или низкие скорости потока пара. При низком расходе пара, то есть при регулировке нагрева, разница между давлением пара и технологическим процессом может быть очень небольшой, и небольшое колебание любого давления может вызвать сбой.В качестве альтернативы, при высоких требованиях к потоку пара, то есть при максимальном нагреве при запуске, размер отверстия или сопла позволит пропускать больше пара, чем может быть сконденсировано, и возникает паровой удар.

DSI с внутренней модуляцией регулирует площадь впрыска, а не скорость и плотность пара, чтобы регулировать степень нагрева. Нагреватель с внутренней модуляцией работает с более высокими скоростями пара по сравнению с внешней модуляцией. Эта более высокая скорость обеспечивает улучшенное, часто быстрое перемешивание и почти мгновенную конденсацию пара в технологической жидкости.

Прямой и косвенный нагрев:

Существует два основных типа теплообменников, используемых для передачи тепла между технологическими жидкостями — прямой теплообмен и косвенный. Косвенный нагрев чаще всего используется в пластинчатых и рамных или кожухотрубных теплообменниках. Любой процесс, не допускающий прямого смешивания пара и жидкости, называется косвенным нагревом. Теплообменники передают тепло через мембрану или твердую стену. В результате технологической жидкости передается только ~ 83% тепловой энергии.Напротив, оставшаяся энергия выделяется в конденсате, образующемся из пара.

С другой стороны, прямой нагрев использует 100% тепловой энергии пара за счет добавления пара непосредственно в технологическую жидкость.

Преимущества использования прямого контактного нагрева по сравнению с косвенным:

• Экономия энергии 25% и более
• Точное и мгновенное регулирование температуры возможно с точностью до 1 ° F
• Уменьшенная занимаемая площадь для системы прямого впрыска пара
• Снижает объем технического обслуживания за счет самоочистки и исключения системы возврата конденсата

Дополнительные преимущества:

• Быстрый и равномерный нагрев — важно для крахмалов и пищевых продуктов
• Может нагревать высоковязкую жидкость
• Работает с трудно нагреваемыми жидкостями — предотвращает «прилипание»; абразивные шламы
• Устраняет забивание и загрязнение поверхности теплопередачи
• Быстрое время отклика

Типы прямого впрыска пара (DSI)

В нагревателях

Hydro-Thermal используется прямой впрыск пара.Этот общий термин относится к любому типу нагрева жидкости, в котором пар напрямую смешивается с водой или технологической жидкостью. Существует множество форм прямого впрыска пара, включая барботеры, эдукторные насосы, нагреватели с внешней модуляцией и нагреватели с внутренней модуляцией. Каждый метод различается по уровню сложности, причем барботаж является самым простым и внутренне модулируемым, с высочайшим уровнем технологии и контроля.

Внутренняя модуляция

Технология

Hydro-Thermal, в которой используется внутренняя модуляция, представляет собой наиболее совершенную форму прямого впрыска пара.Он имеет много преимуществ перед другими методами прямого нагрева, в том числе:

• Пониженное потребление пара
• Значительно более низкие затраты на электроэнергию, 100% эффективное использование энергии пара
• Низкие эксплуатационные расходы
• Работает с трудно нагреваемыми жидкостями — предотвращает «пригорание»; высоковязкие или абразивные шламы не проблема
• Компактность
• Постоянная и точная температура нагнетания
• Возврат конденсата не требуется

Барботаж

Барботаж — это самый старый, самый простой и наименее сложный метод смешивания пара с жидкостью или суспензией для нагрева.Он впрыскивает пар непосредственно в резервуар, заполненный жидкостью. Несмотря на то, что промывка считается недорогой и простой, она очень неэффективна, и операция неизменно приводит к:

• Низкая экономичность закачки тепла из-за выхода энергии пара из резервуаров без конденсации.
• Высокие затраты на техническое обслуживание резервуаров, датчиков и трубопроводов являются нормой, если оборудование работает за пределами проектных параметров.
• Отказ оборудования (как резервуара, так и распределительных труб) из-за вибрации, связанной с паровым молотом, когда он не работает в пределах их узкого конструктивного диапазона.
• Обычно менее чем удовлетворительное включение / выключение управления процессом. Барботер — наименее контролируемый метод нагрева с прямым впрыском пара.
• Неравномерный нагрев

Барботер

Нагреватель с внешне модулируемой трубкой барботера (MST) состоит из трубки барботера с регулируемым впрыском, управляемой пружиной, внутри литого корпуса технологического потока. В ответ на датчик температуры внешний клапан управления потоком направляет пар в подпружиненный поршень.Нагреватели MST достаточно хорошо работают с прозрачными жидкостями и некоторыми растворами с низким содержанием твердых частиц. Тем не менее, они подвержены серьезному засорению и паровому удару, если не проводить частое техническое обслуживание. В типичных системах водяного отопления эти устройства обычно требуют ежемесячного демонтажа и очистки кислотной ванны. Поскольку поток пара зависит от подпружиненного клапана, точное регулирование температуры затруднено, когда пружина начинает изнашиваться.

Кроме того, если требуется низкий (подогрев триммера) или высокий поток пара, пружинный механизм может иметь трудности с точным или стабильным управлением.Выход из строя пружины — обычная проблема для этого типа нагревателя. Дополнительные недостатки барботажных трубок:

• Требуется внешний парорегулирующий клапан
• Очень высокие затраты на обслуживание
• Склонен к образованию накипи и обрастанию
• Паровой молот обыкновенный
• Ограниченное регулирование температуры из-за внешнего управления
• Внутренняя пружина подвержена износу и поломке

Смешивание Ts

Mixing Ts объединяют отдельные потоки пара и холодной воды для получения нагретой воды.Поскольку с помощью этого метода трудно поддерживать точный контроль температуры, смешивание Ts не лучший выбор для технологических жидкостей. При использовании для воды смесительные тройники склонны к образованию накипи, загрязнению и чрезмерному удару. Их работа часто требует, чтобы давление пара и воды было очень близким друг к другу для сбалансированного перемешивания. Когда давление пара или воды немного колеблется, линия с более высоким давлением может перекрыть другую и заполнить трубопровод. Это может привести к выходу острого пара из системы.Недостатком Mixing Ts являются:

• Очень высокие затраты на обслуживание
• Склонен к образованию накипи и обрастанию
• Паровой молот обыкновенный
• Потенциально очень опасно из-за близости острого пара к контакту человека
• Ограниченный контроль температуры

Хотите узнать больше:

PEX, Сантехника, отопление, оборудование для отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха

Возможность регулирования температуры — жизненно важное понятие любой системы лучистого отопления.Продуманная система управления гарантирует, что система функционирует эффективно и максимизирует общий комфорт лучистых полов с подогревом. Одним из широко используемых методов контроля температуры является инъекционное смешивание.

Инъекционное смешивание — это простой способ поддерживать желаемую температуру и тепловую мощность, контролируя скорость нагнетания горячей воды в систему. Этот метод лучше всего работает в системах теплого пола с низкой температурой.

По мере того, как вода циркулирует в трубе PEX и выделяет тепло, она имеет тенденцию становиться холоднее, что требует повышения уровня тепла для поддержания заданной температуры.Тепловая мощность увеличивается за счет нагнетания горячей воды в систему, где она смешивается с более холодной водой в «точке смешивания». В идеале будет подаваться точное количество горячей воды, которое при смешивании приведет к желаемой температуре. Примером нагнетательного смешивания может быть нагнетание горячей воды с температурой 190F в контур с текущей температурой 100F, чтобы повысить ее до установленного уровня 115F.

Впрыск горячей воды непостоянен, и вода поступает в систему только тогда, когда требуется дополнительный ввод тепла.Поток впрыска воды — это то, что контролирует температуру всего контура. Увеличение расхода впрыска приведет к увеличению температуры и увеличению тепловой мощности системы лучистого отопления. Естественно, что чем выше температура закачиваемой воды, тем меньше расход. В результате вода обычно закачивается с очень низким расходом, так как температуру в контуре нужно поднять всего на несколько градусов, а температура закачиваемой воды намного выше этой.

Поскольку контур полностью заполнен водой, закачка в него новой воды приведет к тому, что такое же количество воды, которое уже находится в системе, будет вытолкнуто через возвратный выпуск с той же скоростью потока.

Один из наиболее распространенных способов применения процесса инъекционного смешения — это системы с 2-ходовыми клапанами. Такие системы состоят из распределительного контура (обычные трубопроводные контуры PEX), а также котельного контура, который работает при высоких температурах. Два контура соединены подающим и обратным стояками впрыска, с двухходовым клапаном, установленным на подающем стояке.Клапан соединен с датчиком, который прикреплен к трубке PEX. Когда температура в датчике начинает падать, он посылает сигнал на открытие 2-ходового клапана для обеспечения притока. Клапан закрывается, как только датчик показывает, что заданная температура достигнута. Между двумя стояками расположен ограничитель потока; его роль заключается в создании перепада давления, позволяющего горячей воде поступать в контур после открытия клапана.

Котловой контур предназначен для смешивания горячей воды с холодной водой из возвратного стояка.Смешивание увеличивает температуру воды перед ее возвращением в бойлер и гарантирует, что вода с очень низкими температурами не попадет в бойлер.

Honeywell и Taco предлагают широкий выбор регуляторов и клапанов, которые подходят для большинства систем лучистого отопления.

Нагревательные ванны и резервуары с помощью нагнетания пара

Пример 2.11.1 — Определение паровой нагрузки для нагрева резервуара с водой путем нагнетания пара

Эти расчеты (шаги с 1 по 5) основаны на примерах 2.9.1 и 2.10.1, что касается тепловых потерь, но с резервуаром, содержащим воду (cp = 4,19 кДж / кг ° C), вместо раствора слабой кислоты, и вода нагревается путем впрыска пара, а не с помощью парового змеевика.

Шаг 1 — найдите энергию, необходимую для нагрева 12 000 кг воды с 8 ° C до 60 ° C за 2 часа, используя уравнение 2.6.1:

Пар подается на регулирующий клапан под давлением 2,6 бар изб. Чтобы рассчитать средний расход пара, необходимо определить общую энтальпию пара (hg) при этом давлении.Из таблицы 2.11.1 (выдержка из таблиц пара) видно, что полная энтальпия пара (hg) при 2,6 бар изб. Составляет 2733,89 кДж / кг.

Шаг 2 — найдите средний расход пара для нагрева воды с помощью уравнения 2.11.1:

Шаг 3 — найдите средний расход пара для нагрева материала резервуара (стали).

Из Примера 2.9.1, средняя скорость теплопередачи для материала резервуара = (резервуар) = 14 кВт

Средний расход пара для нагрева материала резервуара рассчитывается с использованием уравнения 2.11,1:

Шаг 4 — найти средний расход пара для компенсации тепловых потерь из бака во время прогрева. Из Примера 2.9.1:

Хотя разумно допустить, что энтальпия жидкости пара будет способствовать повышению температуры воды и материала резервуара, труднее принять, как энтальпия жидкости пара добавляется к теплоте, теряемой из резервуара из-за излучения. . Следовательно, уравнение для расчета водяного пара, используемого для тепловых потерь (Уравнение 2.11.2) учитывает только энтальпию испарения пара при атмосферном давлении.

Шаг 5 — Определите паровую нагрузку для нагрева резервуара с водой путем впрыска пара. Общий средний расход пара можно рассчитать следующим образом:

При использовании систем впрыска пара важно помнить, что конечная масса жидкости равна массе холодной жидкости плюс масса добавленного пара.

В этом примере процесс начался с 12 000 кг воды.За необходимый период прогрева 2 часа закачан пар со скоростью 569 кг / час. Таким образом, масса жидкости увеличилась на 2 часа x 569 кг / час = 1 138 кг.

Конечная масса жидкости: 12 000 кг + 1138 кг = 13 138 кг

Дополнительные 1138 кг конденсата имеют объем около 1138 литров (1,138 м³) и также увеличивают уровень воды на:

Очевидно, что в технологическом резервуаре должно быть достаточно места над начальным уровнем воды, чтобы обеспечить такое повышение.В целях безопасности в конструкции резервуара всегда должен быть предусмотрен перелив, в котором используется нагнетание пара.

В качестве альтернативы, если бы требовалось завершить процесс с массой 12 000 кг, масса воды в начале процесса была бы:

(PDF) ОЦЕНКА СИСТЕМЫ НАГРЕВА ОТ ИНЖЕКЦИОННОЙ ФОРМОВОЧНОЙ МАШИНЫ

Журнал инженерных изысканий и исследований — Том 24 (2018) № 2

Рис.18. Покрытие пластифицирующего цилиндра термической защитной оболочкой.

ССЫЛКИ

[1] Teodorescu, N., Utilaje şi processdee pentru prelucrarea materialelor polimerice, — curs Universitatea

Politehnică Bucureşti, 1993.

[2] R. , Oprean, I., Tănase, G., Chiriac, V., Utilajul şi tehnologia constructiilor

mecanice — utilaj tehnologic, Editura Didactică şi Pedagogică, Bucureşti, 1988.

[3] Manea, Gh., Prelucrarea prin injecţie a materialelor plastice, Editura Tehnică, Bucureşti, 1988.

[4] Changyu, S., Lixia, W., Qian, L., Оптимизация параметров процесса литья под давлением с использованием комбинации искусственной нейронной сети

и метод генетического алгоритма, Журнал технологий обработки материалов, том 183, вып.

2–3, 2007, с. 412-418.

[5] Ло Ю.В., Рибл Д.Д., Коллиер Дж. Р., Чен, К. Х., Трехмерное моделирование реакции впрыска

литье.II, Применение, Наука о полимерах и инженерия, т. 34, нет. 18, 1994, с. 1401-1405.

[6] Генади А., Бибире Л., Кобреа К., Исследования, касающиеся возникновения и развития разрушения

Трещины в условиях термической усталости, Metalurgia International, vol. XIV, №3, 2009 г., с. 37.

[7] Ghenadi, A., Silav, C., Obreja, C., Ciclul de viață al produsului, Note de curs, Lucrări de labrator, Îndrumar

de proiectare, Editura Alma Mater, Bacău, 2008

[8] Бибире, Л., Baze teoretice ale proiectării utilajului tehnologic, Editura Tehnica-Info, Chişinău, 2005.

[9] Бибире, Л., Надабайкэ, округ Колумбия, Fiabilitatea și mentenanța echipamentelaba de процес, Alma Mater 4 100007, 2014, Alma Mater,

. , Д.К., Радковски, С., Недефф, В., Парашив, Г., Барсан, Н., Николеску, М.С., Экспериментальное исследование

, исследование уровней шума, создаваемого подшипниками качения на разных стадиях износа, Экология

Инжиниринг и менеджмент Журнал, т.13, вып. 7, 2014, с. 1631-1639.

[11] Надабайка, Д.К., Недефф, В., Бибире, Л., Барсан, Н., Экспериментальные приложения по влиянию внутреннего рабочего зазора

неисправных подшипников качения на оставшийся срок их службы, Журнал инженерных исследований

и Research, vol. 20, нет. 1, 2014, с. 60-70.

[12] tefănescu, M.F., Căderea de presiune la curgerea neizotermă a topiturilor polimerice prin canale, Materiale

Plastice, vol.43, No 3, 2006, с. 254-257.

[13] tefănescu, M.F., Răcirea liberă a pieselor formate prin injecţie, Conferinţa «Ingineria Prelucrării

Polimerilor», octombrie 2006, Oradea, p.84-88.

[14] tefănescu, M.F., Forme de injecţie pentru materiale polimerice. Îndrumar de proiectare, Ed.

POLITEHNICA PRESS, Bucureşti, 2012.

[15] Иваску, Н., Фетекау, К., Динамический контроль температуры при литье под давлением с новой конформной системой нагрева / охлаждения

, Анналы «Dunărea De Jos» из Галац, Технологии в машиностроении, Fascicle

V, 2010, с.5-9.

[16] http://mechanicalhome.blogspot.ro/2009/12/classification-of-injection-moulding.html (12.02.2018).

[17] Маллой, Р.А., Конструирование пластиковых деталей для литья под давлением. Введение, 2-е издание, образец главы 5:

Создание прототипов и экспериментальный анализ напряжений, Hanser Publishers, Мюнхен, Hanser Publications, Цинциннати,

2010.

[18 ] Розато, Д.В., Розато, Д.В., Розато, М.Г., Справочник по литью под давлением, Springer Science & Business

Media, 2000.

[19] Дубай Р. Самооптимизирующийся ПДК температуры расплава при литье под давлением, ISA Transactions, vol. 41, нет.

1, 2002, с. 81-94.

Контроль температуры пресс-формы для литья под давлением — пластмассовое литье Topworks

Пластиковые детали имеют точную форму и размеры в зависимости от температуры формы для литья под давлением во время заполнения, затвердевания и эффективности производства.

Различные виды пластмасс имеют разный диапазон температур пресс-формы, что позволяет расплаву пластика легко заполнять полость.

Пока температура формы является приемлемой, она гарантирует, что пластмассовые детали будут иметь очень небольшую усадку и деформацию после извлечения из формы, и они останутся стабильными по размеру, их механические свойства и внешний вид также будут хорошими.

Необходимо разработать систему регулирования температуры для контроля температуры пресс-формы. Форма обычно нагревается или охлаждается. Если возникает необходимость, то и то и другое может быть желательным. Литье пластмасс под давлением обычно происходит при температуре от 200 до 300 градусов по Цельсию, когда расплав образуется, охлаждается и затвердевает в профиль.

Изделия, полученные литьем под давлением, обычно извлекаются из формы при температуре около 60 градусов, в результате чего тепло передается обратно в форму. Система охлаждения предназначена для своевременного отвода тепла из формы, чтобы температура остается в разумных пределах.

Кондукция, конвекция и излучение являются основными методами, с помощью которых тепло передается в форме, и 80% тепла уносится за счет теплопроводности.

В основном это охлаждающая вода, в том числе вода нормальной температуры и охлажденная вода, а иногда и бериллиевая медь, используемая в литейной форме для теплопроводности.

Кроме того, большая часть конвективного теплообмена происходит через вентилятор, который заставляет пресс-форму естественным образом охлаждаться на воздухе.

Формы для литья под давлением

играют фундаментальную роль в качестве производственного инструмента, который позволяет изготавливать пластмассовые детали многократно и с высокой точностью размеров.

Кроме того, теплообменник обеспечивает качество формовки за счет охлаждения формы и предотвращения ее перегрева.Это предотвращает повреждение молдинга.

Система контроля температуры формы для литья под давлением непрерывно передает тепло от расплава или нагревает форму до желаемой температуры впрыска.

Температура формы влияет на то, как расплав проходит через полость, как быстро охлаждается форма и насколько хорошо деталь выходит из формы, при этом она должна удерживаться внутри формы.

Температура пресс-формы, температура отделения детали и теплообмен пресс-формы — все это влияет на производительность пресс-формы.

Система контроля температуры имеет решающее значение для пресс-форм с высокой точностью и требованиями массового производства, и иногда необходимо разработать специальный регулятор температуры для каждой части пресс-формы.

Одной из трудностей конструкции пресс-формы является включение системы контроля температуры в пресс-форму этого типа.

Охлаждение и нагрев формы могут контролироваться обеими системами контроля температуры формы.

Температуру пресс-формы можно регулировать для повышения текучести пластиков с низкой вязкостью и низкой текучестью, таких как ПК, твердый ПВХ, ПСФ, ППО и т. Д.

Следует поддерживать температуру пресс-формы от 80 до 120 ° C. В упомянутых выше пресс-формах одного тепла расплавов недостаточно для поддержания температуры пресс-формы, если поверхность быстро рассеивает тепло. согревать.

Существуют формы, которые имеют как систему охлаждения, так и систему нагрева. Система охлаждения необходима для производства в холодных помещениях или для больших форм. Для бесперебойной работы пресс-формы необходимо предварительно нагреть систему отопления.

Когда температура формы достигает требуемой температуры формования, систему обогрева можно выключить.

Если после определенного периода времени температура формы выше, во время процесса формования необходимо поддерживать температуру формования.

Может потребоваться охлаждение секций с толстыми стенками для улучшения текучести расплава и нагревание секций с тонкими стенками для улучшения текучести расплава, если пластмассовый продукт большой и если толщина его стенок неравномерна.

Небольшие тонкостенные изделия обычно формуются при низких температурах формы, нагревательные устройства или механизмы охлаждения не нуждаются в развертывании, а форма охлаждается естественным образом после формования.

Важность контроля температуры

Температура формы напрямую влияет на текучесть, затвердевание, качество, цикл и цикл отливки.

Температура формы должна поддерживаться на уровне 60 градусов Цельсия, чтобы предотвратить растрескивание под напряжением в пластиках с хорошей текучестью, таких как PE, PP, HIPS, ABS и т. Д.

Пластики с плохой текучестью, такие как поликарбонат, полипропилен, полистирол и т. Д., Могут обрабатываться при более высоких температурах, что снижает внутренние напряжения.

Температура пресс-формы должна находиться в пределах от 80 до 120 ° C. Для этого следует установить систему обогрева.

Кроме того, процесс охлаждения кристаллических пластиков (таких как PE, PP, POM, PA, PET и т. Д.) И аморфных пластиков (таких как PS, HIPS, PVC, PMMA, PC, ABS, полисульфид и т. Д.) другой.

Охлаждение через зону кристаллизации кристаллического пластика по существу высвобождает тепло, в то же время сохраняя температуру пластика.

Кристаллический пластик можно охлаждать только выше определенной температуры. Следовательно, им требуется больше времени для охлаждения, чем аморфным пластмассам.

Следующая таблица используется, когда не требуется соблюдения особых требований к качеству поверхности продукта, обычно используются температура пластмассового цилиндра и температура формы (температура формы в этой таблице — это температура полости формы).

Влияние на точность продукта

При высокой температуре формования изделие будет усаживаться неравномерно, что приведет к деформации изделия после извлечения из формы.Также легко вызвать мигание и прилипание к полости и сердцевине.

Возможно, что поверхность будет расслаиваться, если температура формы будет слишком низкой, что приведет к плохой текучести в расплаве.

В результате неравномерная усадка, внутреннее напряжение, деформация, растрескивание и коробление будут результатом, если температура формы не одинакова, температура затвердевшего продукта после его извлечения из формы.

Следовательно, весь продукт должен иметь сбалансированное охлаждение.

Он оказывает большое влияние на степень усадки, деформацию, трещины под напряжением и качество поверхности при колебаниях температуры холодной формы.

Влияние на цикл литья под давлением

Около 80% цикла формования включает охлаждение.

При правильном регулировании температуры формы расплав вовремя затвердеет. Благодаря быстрому открыванию формы и извлечению готового продукта за короткий период времени цикл формования сокращается.

Но если температура формы не регулируется должным образом, расплав может медленно затвердевать, тем самым снижая температуру формы в отрицательном смысле, но это также требует защиты формы от колебаний температуры.Это также привело к удлинению цикла впрыска, что снизило производительность.

Принципы проектирования охлаждающего канала

Охлаждение пластиковых форм

• Система с максимально возможным количеством каналов охлаждения и с возможно большим диаметром каналов была бы оптимальной.

Между охлаждающими каналами и стенкой формы должно быть расстояние в 1-2 раза (обычно 12-15 мм), а центральное расстояние между ними должно быть примерно в 3-5 раз больше их диаметра.Обычно каналы имеют диаметр более 8 мм.

• Каналы охлаждения должны находиться на одинаковом расстоянии от поверхности формы.

Расстояние между отверстием для охлаждающей воды и поверхностью полости должно быть одинаковым везде, если толщина стенок пластиковой детали одинакова.

Однако охлаждение должно быть усилено у самой толстой стенки, если стенки пластиковой детали неравномерны.

• Требуется улучшенное охлаждение затвора.
• Охлаждающий канал нельзя присоединять к вставке или ее соединениям, чтобы не вытекала вода.
• Лучше избегать размещения охлаждающих трубок на линиях сварки пластиковых деталей.
• Положение впускного и выпускного патрубков должно быть как можно ближе друг к другу, как правило, на противоположных сторонах со стороны оператора.

01.07.2021 Стивен

Исследование внешнего газового контроля температуры пресс-формы для увеличения длины потока расплава изделий с тонкими ребрами в процессе литья под давлением

В процессе литья под давлением контроль температуры пресс-формы является одним из наиболее эффективных методов улучшения качества продукта.В этом исследовании для тонкостенного литья под давлением при толщине расплава от 0,2 до 0,6 мм применялся внешний газовый контроль температуры пресс-формы (Ex-GMTC) с изменением температуры газа от 200 ° C до 400 ° C. Длина текучести расплава оценивалась путем применения этой системы к форме изделия с тонкими ребрами. Результаты показывают, что процесс нагрева достигает высокой эффективности в первые 20 с, при максимальной скорости нагрева 6,4 ° C / с. При этом температура поверхности формы достигала 158,4 ° C. Применяя Ex-GMTC к 0.При толщине потока 2 мм длина потока увеличилась с 37,85 до 41,32 мм для полипропиленового (ПП) материала и с 14,54 до 15,8 мм для акрилонитрилбутадиенстирольного материала (АБС). При использовании формы с тонкими ребрами и Ex-GMTC температура формы варьировалась от 112,0 ° C до 140,8 ° C, а высота тонких ребер достигала 7,0 мм.

1. Введение

Литье под давлением — популярный метод производства пластмассовых изделий. Однако с учетом требований потребителей к более высокому качеству продукции, а также все более сложной геометрии изделий становится ясно, что процесс литья под давлением требует улучшения.В этом отношении контроль температуры формы является эффективным методом решения проблем, возникающих на этапе заполнения расплава [1–3]. Как правило, при высокой температуре поверхности формы улучшается качество компонентов; однако время охлаждения и время цикла увеличиваются. Напротив, снижение температуры поверхности формы сокращает время охлаждения, но ограничивает качество поверхности детали [4, 5]. Следовательно, критическим требованием для текущих исследований является повышение температуры поверхности формы при сохранении достаточно короткого времени цикла.

Для формования микропродуктов или изделий с тонкими стенками температура формы должна быть установлена ​​настолько высокой, насколько позволяет оборудование. В обычном процессе формования с использованием регулятора температуры пресс-формы температура пресс-формы может быть повышена примерно до 90 ° C за счет горячей воды, протекающей внутри охлаждающего канала [6]. Однако в области производства электроники с использованием таких материалов, как поликарбонат (ПК) или полиметилметакрилат (ПММА), температура формы должна быть выше 100 ° C. В таких случаях было исследовано множество различных методов повышения температуры формы.

Одним из распространенных решений в случаях, когда температура пресс-формы должна быть выше 100 ° C, является нагревание паром пластины пресс-формы [7]. Хотя такой метод эффективен с точки зрения процесса формования и улучшения качества компонентов, он может повредить канал и соединитель при работе под высоким давлением; использование энергии также является проблемой. Также было предложено использовать электронный нагреватель, вставленный в плиту пресс-формы. Нагреватель нагревает полость формы до заданной температуры перед охлаждением плиты формы с помощью канала охлаждения.Этот метод позволяет нагреть форму до температуры выше 100 ° C, но время нагрева является проблемой [8]. Чтобы улучшить скорость нагрева во время контроля температуры формы, был принят тонкий нагреватель для контроля температуры поверхностей полости во время процесса литья под давлением. Этот метод может поддерживать быстрое охлаждение, даже если он остается активным в течение очень длительного времени. В экспериментах, в которых нагреватель был установлен на 150 ° C в течение длительного периода нагрева, результаты показали значительное влияние на ориентацию вмороженного образца, что было идентифицировано оптической микроскопией и подтверждено рентгеноструктурным анализом.Этот метод может быть применен к микролитью под давлением с помощью подходящего листового нагревателя [9]. Однако в целом электрический метод часто требует дополнительных затрат на проектирование и инструменты; для этого метода также требуется дополнительный источник тепла.

Для уменьшения потерь энергии были изучены методы нагрева поверхности. Chang et al. изучали нагрев пресс-форм с помощью инфракрасных систем с помощью моделирования и экспериментов [10]. Их результаты показали, что потери энергии уменьшились. Для высокой скорости нагрева индукционный нагрев был исследован Chen et al.[11], с результатами, показывающими, что большая скорость нагрева была достигнута при использовании змеевика подходящей конструкции. Кроме того, были предложены определенные типы индукционного нагрева, такие как бесконтактный нагрев [12, 13] и нагрев кольцевой катушкой [14]. Однако при использовании методов индукционного нагрева остаются проблемы применения, такие как определение требуемой конструкции змеевика для достижения хорошего распределения температуры и возможность перегрева, что приведет к повреждению материала формы. Для прямого нагрева поверхности пресс-формы был предложен газовый контроль температуры пресс-формы (GMTC).При таком подходе горячий газ поступает в полость формы. Благодаря тепловой конвекции поверхность формы получает энергию, повышая ее температуру. В этом способе система отопления включает в себя заслонки, вставленные в плиту кристаллизатора для входа и выхода горячего газа [15, 16]. Первоначальные результаты показали, что поверхность полости может быть нагрета до температуры более 200 ° C. Кроме того, поскольку в полость поступает горячий газ, этот метод может нагревать сложную полость. Однако конструкция формы становится более сложной из-за объединения систем нагрева.Еще один недостаток GMTC — распределение температуры; это проблема, которую необходимо решить.

Поэтому, исходя из недостатков GMTC, мы применили внешний GMTC (Ex-GMTC), в котором температура газа изменялась от 200 ° C до 400 ° C. Это применялось для литья под давлением тонких стенок при толщине расплава от 0,2 до 0,6 мм. Для улучшения распределения температуры стадия нагрева была достигнута с использованием четырех газовых затворов на пресс-форме для растекания расплава. При этом четыре газовых затвора располагались вдоль поверхности полости.После завершения процесса формования длину формованного изделия измеряли, чтобы наблюдать влияние Ex-GMTC на длину потока расплава. Кроме того, Ex-GMTC был нанесен на форму для литья под давлением продукта с тонкими ребрами. В этом применении улучшение высоты ребра наблюдалось при нагревании поверхности формы до тех пор, пока температура поверхности не превысила температуру стекла материала. Во всех случаях моделирование использовалось для прогнозирования скорости нагрева и распределения температуры. Экспериментально температуру пресс-формы определяли с помощью инфракрасной камеры.Сравниваются и обсуждаются результаты эксперимента и моделирования.

2. Моделирование и экспериментальные методы

В общем, применение нагрева поверхности пресс-формы с помощью газа при литье под давлением достигается с помощью шести этапов, показанных на рисунке 1 [17]. В соответствии с этим процессом полость формы нагревается до заданной температуры перед тем, как расплав заполнится в полость формы. Самая большая разница по сравнению с обычным процессом литья под давлением — это нагрев на шаге 2.Как и в наших предыдущих исследованиях по контролю температуры пресс-формы, горячий газ использовался в качестве источника нагрева для повышения температуры поверхности полости пресс-формы. По сравнению с другими исследованиями по нагреву газа для контроля температуры формы для литья под давлением [15–17], Ex-GMTC является новым методом в области контроля температуры формы и может быстро нагревать поверхность полости во время процесса литья под давлением без значительного изменения температуры. структура формы. Во время операции нагрева две плиты пресс-формы сначала переводятся в открытое положение, открывая пресс-форму.Во-вторых, сушилка для горячего газа перемещается в положение нагрева с помощью манипулятора; затем горячий газ выпускается для прямого контакта с поверхностью полости. Этот горячий газ нагревает поверхность полости до заданной температуры. В-третьих, после того, как поверхность полости нагревается до заданной температуры, осушитель газа перемещается за пределы зоны формования, и форма полностью закрывается для подготовки к процессу заполнения расплавом.

В данном исследовании система Ex-GMTC состояла из контроллера температуры пресс-формы, системы генератора горячего газа (включая воздушный компрессор, осушитель воздуха мощностью 12 кВт и цифровой контроллер объемного расхода) и робота. рычаг для перевода системы генератора горячего газа в положение нагрева.Сборка системы Ex-GMTC и литьевой машины показана на рисунке 2. Для генерации горячего воздуха использовалась осушитель воздуха с размерами 240 мм x 100 мм x 60 мм, как показано на рисунке 3. Газовый канал Шириной 5 мм и глубиной 10 мм вырезалась внутри газосушилки. Воздух из окружающей среды будет вдавливаться в осушитель воздуха под давлением 7 бар; затем воздух будет течь по газовому каналу и поглощать тепловую энергию от стенки воздушного канала. Горячий воздух будет выходить через четыре затвора с диаметром отверстия 10 мм.Функция мощной системы генератора горячего газа заключается в поддержке источника тепла, который обеспечивает поток горячего воздуха до 400 ° C с давлением газа на входе до 7 бар.

В этом исследовании, чтобы наблюдать улучшение длины потока расплава при использовании Ex-GMTC, была спроектирована и изготовлена ​​литьевая форма со структурой пластины с полостью, как показано на рисунке 4. В этом случае , форма была спроектирована с двумя полостями. Один имел общую структуру, а другой был разработан со вставкой, как показано на рисунке 5.Как и в наших предыдущих исследованиях [15–17], этот тип конструкции помог повысить эффективность нагрева и лучше контролировать площадь нагрева. Пресс-форма и Ex-GMTC были собраны с помощью формовочной машины SW-120B от Shine Well Machinery Co., Ltd, как показано на рисунке 6.

Для изучения распределения температуры в зоне нагрева была создана имитационная модель. был построен для представления экспериментов. Поскольку использовалась вставка с полостью (рис. 5), изоляционный компонент перекрывал зону нагрева; Следовательно, имитационная модель включает только два объема: объем зоны нагрева и объем горячего газа, как показано на рисунке 7.В отличие от предыдущих работ по контролю температуры с помощью газа для процессов литья под давлением [15–17], горячий газ подавался в зону нагрева через четыре затвора для повышения однородности температуры поверхности полости. Имитационная модель и сеточная модель показаны на Рисунке 7, а граничные условия показаны в Таблице 1. Для повышения точности моделирования вставка полости была соединена с шестигранным доминирующим элементом с семью слоями в направлении толщины. Кроме того, с воздушным объемом, использованный элемент тетраэдра с меньшим размером элемента был установлен в месте впуска горячего газа.Процесс нагрева моделировали с помощью программы ANSYS с теми же экспериментальными параметрами.

После изучения влияния Ex -GMTC на длине потока расплава в процессе литья под давлением, этот метод нагрева был применен к реальному продукту с тонким ребром, как показано на рисунке 8.Тонкое ребро имеет толщину от 0,5 до 0,3 мм и высоту 7,0 мм. Этот размер ребра часто используется в пластмассовых изделиях для электрического поля. Во многих случаях используется тонкое ребро для увеличения жесткости изделия; однако в процессе формования полное заполнение ребра этого типа представляет собой проблему быстрого охлаждения расплава, когда он входит в полость. Для улучшения процесса заливки расплава в тонкое ребро было применено Ex-GMTC с использованием одной заслонки горячего газа. Площадь нагрева и структура полости показаны на рисунке 9.Горячий газ подавался прямо в центр зоны нагрева. Затем были собраны распределение температуры и значения температуры в трех точках, как показано на рисунке 9. Для наблюдения за распределением температуры по толщине формы с помощью программного обеспечения ANSYS был проведен трехмерный анализ теплоносителя. На рисунке 10 показана имитационная модель пресс-формы для тонких ребер. При моделировании режим теплопередачи вокруг всех внешних поверхностей пресс-формы был установлен на свободную конвекцию в воздух, с температурой окружающей среды 30 ° C и коэффициентом теплопередачи 10 Вт / м2 К.Как и в эксперименте, область в центре полости была спроектирована со стальной вставкой для повышения эффективности нагрева. Эта вставка для полости имела размеры 40 × 25 × 1,0 мм ³ . Для моделирования использовался вход для газа с температурой 400 ° C.

3. Результаты и обсуждение

3.1. Влияние внешнего контроля температуры пресс-формы с помощью газа на процесс нагрева пресс-формы для растекания расплава

В нашем предыдущем исследовании [15–17], когда для повышения температуры полости использовался горячий газ, эффективность нагрева была относительно хорошей.Однако, помимо недостатка сложной конструкции формы, распределение температуры внутри полости является проблемой, требующей дальнейших исследований. Таким образом, в этом исследовании с Ex-GMTC, используемым для процесса литья под давлением, наблюдали процесс нагрева в зависимости от скорости нагрева и распределения температуры внутри полости. Для изучения применения Ex-GMTC форма была спроектирована, как показано на рисунке 4, с газовой сушилкой, имеющей четыре заслонки для горячего газа. Эти заслонки были расположены вдоль полости для улучшения распределения температуры и скорости нагрева.В качестве начального шага моделировалось нагревание с использованием модели, как показано на рисунке 7. Процесс нагрева проводился при температурах газа 200 ° C, 250 ° C, 300 ° C, 350 ° C и 400 ° C, время нагрева 30 с, а начальная температура поверхности полости 30 ° C.

Результаты моделирования показывают распределение температуры в полости на виде сверху, как на Рисунке 11, и в поперечном сечении AA, как на Рисунке 12. Температура в четырех точках измерения была собрана, как в Таблице 2. Согласно моделированию распределения температуры В результате поверхность полости подвергалась относительно сбалансированному процессу нагрева, хотя рядом с заслонками горячего газа были области с более высокими температурами.Разница в температуре более очевидна в начале периода нагрева, поскольку скорость нагрева газовых ворот в этот период была очень высокой. Это явление очевидно при всех температурах газа. Напротив, когда использовалась более высокая температура газа (рисунки 11 (e) и 12), разница в температуре также очевидна в конце периода нагрева. Это происходит из-за дисбаланса тепловой энергии между получаемой тепловой энергией (возле газовых затворов) и зоной теплотворной способности (вдали от газовых затворов).Это явление можно было более отчетливо наблюдать с распределением температуры в поперечном сечении A-A, как на рисунке 12. При более высокой температуре нагрева газа поверхность полости показывает тенденцию к выделению большей теплотворной способности в окружающую среду. Поэтому в зоне, удаленной от газового затвора, температура была намного ниже, чем в зоне возле газового затвора. Этот результат можно было четко наблюдать при температуре газа 400 ° C и времени нагрева 30 с. Чтобы уменьшить этот дисбаланс, осушитель газа может быть сконструирован с большим количеством газовых заслонок.Однако, по сравнению с другими методами нагрева форм для литья под давлением [3, 8–10], результат распределения температуры показывает, что этот метод нагрева с четырьмя газовыми заслонками и длиной полости 175 мм является очень выгодным. Кроме того, эффект вставки в полость пояснялся появлением на поверхности полости более высокотемпературной области.

температуры были собраны при четырех температурах по сравнению, как показано на рисунке 13.По результатам, повышение температуры показало ограничение процесса нагрева. Эффективность нагрева была высокой только в начале этапа нагрева; через 20 с рост температуры замедлился. Этот результат был обусловлен тепловой конвекцией между горячим газом и поверхностью формы. При той же температуре газа, когда температура полости увеличивалась, передача тепловой энергии была меньше. Таким образом, при четырех температурах газа высокоэффективный нагрев был достигнут в течение первых 20 с при максимальной скорости нагрева 6.4 ° C / с для газа 400 ° C. В этом случае, хотя есть ограничение на повышение температуры, поверхность формы достигла 158,4 ° C, что было достаточно высоким для того, чтобы почти весь расплав легко перетек в полость. Напротив, это ограничение снижает перегрев вставки пресс-формы, особенно при микролитье под давлением. Это также преимущество Ex-GMTC по сравнению с другими методами нагрева форм для литья под давлением [10–14].

Чтобы проверить точность результата моделирования, эксперимент проводился с теми же граничными условиями, которые использовались при моделировании.Эксперимент проводился по 10 раз для каждого случая, и здесь представлено среднее значение. Температуры в четырех точках (рис. 7 (а)) были получены с помощью тепловизионной камеры и сопоставлены с результатами моделирования, как показано на рис. 13. На основе этих сравнений разница температур между моделированием и экспериментами была ниже 12 ° C. . Эта разница возникает из-за задержки измерения тепловизионной камеры, особенно потому, что тепловая энергия может быстро передаваться из области с высокой температурой в область с более низкой температурой.Однако в целом этот результат показывает, что моделирование и эксперименты показали хорошее согласие. Кроме того, ограничение в процессе нагрева было обнаружено экспериментально.

3.2. Влияние внешнего контроля температуры пресс-формы с помощью газа на длину потока расплава

При литье под давлением температура поверхности полости имеет сильное влияние на длину потока расплава из-за уменьшения замороженного слоя [1, 5]. Это свойство является ключевым аспектом процесса формования, особенно микропродукции или тонкостенных компонентов.В этом исследовании для увеличения температуры полости Ex-GMTC был нанесен на пресс-форму длины потока расплава, как показано на рисунке 4. Чтобы наблюдать влияние Ex-GMTC на длину потока расплава, этап нагрева проводился при температуре газа. 400 ° C, а время нагрева варьировалось от 5 до 20 с. После этапа нагрева газовая сушилка была перемещена за пределы области формования, а пластина формы с двумя половинами была закрыта для начала этапа заполнения (этап 3 на рисунке 1). В этот период температура формы изменится, и температура формы в конце этого периода влияет на длину потока расплава.В реальном цикле формования от окончания периода нагрева до начала этапа заполнения проходит около 6 с. Поэтому после окончания периода нагрева измеряли температуру формы для сравнения с результатом заполнения расплава. Для эксперимента по формованию использовали полипропилен (PP 1100N от Advanced Petrochemical Company) и акрилонитрилбутадиенстирол (ABS 750SW от Kumho Petrochemical Company) со свойствами материала, указанными в таблице 3.

Используя инфракрасную камеру, мы определили распределение температуры по длине потока расплава (Рисунок 14).Это показывает, что при времени нагрева 5, 10, 15 и 20 с в начале этапа заполнения расплава температура поверхности полости поддерживается на уровне 62,8 ° C, 94,9 ° C, 121,2 ° C и 133,7 ° C. , соответственно. Кроме того, равномерность распределения температуры явно улучшилась после стадии нагрева. Этот результат можно объяснить теплопроводностью вставки формы. В этот период тепловая энергия переместилась бы из области с более высокими температурами в область с более низкими температурами.Следовательно, распределение температуры вставки пресс-формы будет более равномерным. В эксперименте разница температур была менее 5 ° C для всех площадей полости (175 мм × 12 мм). Эта степень однородности температуры намного лучше, чем в наших предыдущих исследованиях [15–17], и может помочь уменьшить коробление пластмассовых изделий. Результат также указывает на то, что при правильной компоновке газовых заслонок Ex-GMTC может быть применен к сложной геометрии полости формы.

Экспериментально процесс формования проводился с разным временем нагрева.Пластиковые компоненты были оценены, как показано на фиг. 15 и 16. При пластическом материале и параметрах формования, показанных в таблице 3, эксперимент был проведен с толщиной текучести расплава 0,2, 0,4 и 0,6 мм. Результаты показывают, что длина текучести расплава была улучшена за счет применения Ex-GMTC и времени нагрева от 5 до 20 с. Улучшение становится более очевидным при времени нагрева 15 и 20 с, поскольку в этих случаях температура поверхности полости была нагрета до более чем 110 ° C, что выше, чем температура стеклования как материалов PP, так и ABS (таблица 4).Процентное улучшение длины потока было рассчитано и показано на Рисунке 17. Результаты показывают, что, применяя Ex-GMTC для толщины потока 0,6 мм, длина потока расплава может быть улучшена на 23,5% с материалом PP и на 22,3% с материалом PP. Материал АБС. При толщине потока 0,2 мм длина потока увеличилась с 37,85 до 41,32 мм для материала PP и с 14,54 до 15,8 мм для материала ABS.

(a) 9018 Материал PP (a) Материал PP
(b) Материал ABS

3.3. Улучшение этапа заполнения тонких ребер с помощью внешнего газового контроля температуры пресс-формы

Для оценки эффективности Ex-GMTC в цикле литья под давлением использовалась форма для продукта с тонкими ребрами.Размеры этого продукта показаны на рисунке 8, при этом толщина ребра варьировалась от 0,3 до 0,5 мм, а высота ребра составляла 7,0 мм. Материалом расплава был АБС-пластик. Для обычного процесса литья под давлением температура формы должна быть установлена ​​в диапазоне от 20 ° C до 80 ° C. Однако для изделий с тонкими стенками температура формы должна быть установлена ​​как можно более высокой, чтобы обеспечить полное заполнение полости. Это легко позволяет течь из-за уменьшения замороженного слоя потока расплава [5]. Однако при высокой температуре пресс-формы потери энергии также будут высокими; кроме того, могут стать очевидными другие проблемы, такие как коробление и мигание.Чтобы смягчить такие проблемы, в этом исследовании был представлен локальный контроль температуры плесени с помощью метода Ex-GMTC. Вместо того, чтобы поддерживать все плиты пресс-формы при высокой температуре, Ex-GMTC наносится на область полости путем локального подогрева газа в начале цикла формования. Высокая температура в центре полости уменьшит падение давления потока расплава при его входе в полость формы [2, 4]. На рис. 9 показана пластина с полостью, которая включает в себя зону полости и зону входа расплава.

В указанной выше структуре область в центре полости была изменена с использованием стальной вставки для повышения эффективности нагрева.Эта пластина имела размеры 40 × 25 × 1,0 мм ³ . Для этих экспериментов использовалась газовая сушилка с одной заслонкой и температурой газа 400 ° C. Чтобы наблюдать влияние Ex-GMTC на стадию заполнения тонкого выступа, общий цикл формования первоначально использовался при температурах формования от 45 ° C до 75 ° C. В этих случаях использовался регулятор температуры пресс-формы с потоком воды внутри охлаждающего канала. Затем был нанесен Ex-GMTC со временем нагрева от 4 до 10 с. После этапа нагрева расплав заливался в полость через 6 с для закрытия формы.Во всех экспериментах с тонкими ребрами использовался один и тот же материал ABS, показанный в таблице 3.

Для изучения этапа нагрева пресс-формы для тонких ребер температура поверхности полости была измерена в трех точках, как показано на рисунке 9. В эксперименте температура истории приведены в Таблице 4 и на Рисунке 18. Температурные истории на Рисунке 18 показывают, что в конце этапа нагрева температура пресс-формы достигла 112,0, 121,3, 132,5 и 140,8 ° C при времени нагрева 4, 6, 8 и 10 с соответственно. Кроме того, после 6 с закрытия формы температура поверхности нагрева снизилась примерно на 10 ° C для формы с тонкими ребрами.Чтобы проверить однородность температуры, тепловизионная камера использовалась для определения распределения температуры в форме с тонкими ребрами в конце этапа нагрева. Эти результаты показаны на рисунке 20. Результаты показывают, что однородность температуры была очень хорошей, и процесс нагрева влияет только на область нагрева. Для наблюдения за распределением температуры и однородностью по толщине формы этап нагрева моделировался нагревом газа до 400 ° C и имитационной моделью, как на рисунке 10.Распределение температуры в поперечном сечении B-B показано на рисунке 19. Согласно этому результату, самая высокая температура была расположена на центральной поверхности вставки полости. Поверхность пресс-формы ребра не находится близко к вентилю нагрева газа, поэтому эффект нагрева не так очевиден, как у вставки полости. Как результаты моделирования, так и экспериментальные результаты показывают, что разница температур между тремя точками была менее 10 ° C. Разница температур между точками 1 и 3 была меньше 3.2 ° С. Чем более стабильна температура между точками 1 и 3, тем более сбалансировано заполнение расплавом двух ребер. Кроме того, температура в центральной зоне нагрева (точка 2) всегда была выше, чем в других точках. Это связано с тем, что газовый затвор находится ближе к точке 2, чем к другим точкам.

При каждой температуре пресс-формы цикл формования выполнялся 20 раз для достижения стабильности системы, прежде чем следующие 10 циклов использовались для сравнения высоты ребра.После этапа формования были собраны формованные образцы и измерена высота ребер. Результаты показаны на рисунках 21 и 22. Согласно этим результатам, когда температура формы увеличилась с 45 ° C до 75 ° C, высота выступа увеличилась с 2,8 до 4,2 мм. Когда Ex-GMTC использовался с газом 400 ° C, хотя самая высокая температура была сосредоточена на вставке полости (рис. 19), отчетливо наблюдалось улучшение тонкого ребра. В частности, когда температура формы изменялась от 112,0 ° C до 140,8 ° C, высота тонкого ребра достигала максимума 7.0 мм. Это происходит из-за уменьшения застывшего слоя, когда расплав протекает через вставку полости, что помогает увеличить давление заполнения в области тонких выступов. На рисунке 22 также показано, что высота двух ребер была разной при использовании регулятора температуры формы с потоком горячей воды внутри охлаждающего канала. Это из-за несимметричности конструкции пресс-формы; это повлияло на распределение температуры внутри формы, особенно в случае более низкой температуры формы. Напротив, в Ex-GMTC нагрев влиял только на поверхность формования; поэтому конструкция формы практически не влияла на результат нагрева.Таким образом, высота двух тонких ребер была более равномерной, чем при использовании метода контроля горячей воды.

(a) Регулирование температуры формы с помощью горячей воды
(b) Регулирование температуры формы с помощью Ex-GMTC
(a) Регулирование температуры формы с помощью горячей воды
(b) Регулирование температуры формы с помощью Ex -GMTC

4. Выводы

В этом исследовании внешний газовый контроль температуры формы (Ex-GMTC) был применен к циклу литья под давлением для улучшения способности заполнения формы.Моделирование и эксперименты проводились с кристаллизаторами с длиной текучести расплава и тонким ребром. Для формы с длиной потока расплава температура газа изменялась от 200 ° C до 400 ° C, а цикл формования выполнялся при толщинах компонентов 0,2, 0,4 и 0,6 мм. Для пресс-формы с тонкими ребрами Ex-GMTC была проведена с использованием газа 400 ° C в центре полости. Заполнение расплавом тонкого выступа наблюдалось при использовании (i) регулятора температуры формы с горячей водой, протекающей внутри охлаждающего канала, и (ii) Ex-GMTC.На основании результатов были сделаны следующие выводы: (i) При длине 175 мм поверхность полости формы для протекания расплава показала относительно сбалансированный процесс нагрева при использовании четырех заслонок горячего газа, хотя имелись некоторые области с более высокими температурами. возле ворот. Эффективность нагрева была высокой в ​​начале этапа нагрева; однако через 20 с рост температуры замедлился. Этот результат был обусловлен тепловой конвекцией между горячим газом и поверхностью формы. Наибольшая достигнутая скорость нагрева составила 6.4 ° C / с для газа 400 ° C. (ii) Из-за тепловой конвекции, моделирование и эксперименты показали, что Ex-GMTC имеет ограничение с точки зрения эффективности нагрева. Тем не менее, с формой длины потока расплава поверхность формы достигала 158,4 ° C, при этой температуре почти весь расплав мог легко стекать в полость. (Iii) Применяя Ex-GMTC для толщины потока 0,6 мм, поток расплава длина может быть увеличена на 23,5% с материалом PP и на 22,3% с материалом ABS. При толщине потока 0,2 мм длина потока также увеличилась с 37.От 85 до 41,32 мм с материалом PP и с 14,54 до 15,8 мм с материалом ABS. (Iv) В случае формы с тонкими ребрами, когда температура формы увеличивалась с 45 ° C до 75 ° C, высота ребра увеличивалась с 2,8 до 4,2 мм. При использовании Ex-GMTC температура формы варьировалась от 112,0 ° C до 140,8 ° C, а высота тонких ребер достигала 7,0 мм. Поскольку на Ex-GMTC не влияла структура пресс-формы, метод нагрева поддерживал лучшее распределение температуры, чем метод контроллера горячей воды; в результате может быть достигнут лучший баланс потока расплава.

Доступность данных

Данные, использованные для подтверждения выводов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Вклад авторов

Фан Нхан и Фам Сон Мин разработали представленную идею и разработали методы моделирования и экспериментов.